Способ получения электрического разряда (варианты)

Авторы патента:

Гайсин Алмаз Фивзатович (RU)

Абдуллин Ильдар Шаукатович (RU)

H05H1/34 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

H01J13/02 - конструктивные элементы

Владельцы патента RU 2626010:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") (RU)

Изобретение относится к плазменной технике и технологии и может быть использовано для получения электрического разряда в большом объеме. Технический результат - увеличение объема горения электрического разряда. По первому варианту в способе получения электрического разряда, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых твердый, а другой - электролит, в качестве другого электрода используют проточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В. По второму варианту в способе получения электрического разряда, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых твердый, а другой - электролит, в качестве другого электрода используют непроточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В. По обоим вариантам в качестве твердого электрода могут использовать электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала. По третьему варианту в способе получения электрического разряда, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых электролит, один из электродов представляет собой струю электролита, а другой - проточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В. По четвертому варианту в способе получения электрического разряда, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых электролит, в качестве электродов используют струи электролита, которые образуют между собой угол 0≤α≤180°, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и технологии и может быть использовано для получения электрического разряда в большем объеме.

Известен способ получения электрического разряда постоянного тока (Plante G. IIZeit. Phys. 1875. №80. S. 1133). При данном способе получения электрического разряда разряд горит между угольным анодом и электрическим катодом в интервале межэлектродного расстояния от 1 до 7 мм, при токе разряда от 50 до 500 мА и напряжении разряда 500≤U≤1200 В. Недостатком известного способа является то, что разряд горит точечным пятном на аноде контрагированным плазменным столбом и конусообразным каналом в прикатодной области. С ростом межэлектродного расстояния устойчивость электрического разряд существенно ухудшается и разряд гаснет. Разряд горит в небольшом объеме 70 мм³.

Известен способ получения многоканального разряда (варианты) патент РФ на изобретение №2317610, опубликованный 20.02.2008 г., его первый вариант выбран в качестве прототипа по предлагаемым четырем вариантам способа получения электрического разряда. Способ получения многоканального разряда по его первому варианту включает подачу постоянного напряжения между струей - электродом и металлическим электродом, причем в качестве струи - электрода используют струйный электролит, состоящий из ламинарного потока в верхней части струи и из дробленых нестационарных струек, полученный путем подачи напряжения между электродами, равного 300≤U≤550 В, при токе разряда 80≤I≤10000 мА, при диаметре ламинарного участка струи d_c≥0,5 мм, при общей длине струи l=8÷120 мм, при расходе электролита 2≤G<16⋅10⁶ м³/с, при насыщенном растворе электролита струи и составе с потенциалом ионизации атомов Uϕ<6 эВ; где U - напряжение между электродами, I - ток разряда, d_c - диаметр ламинарного участка струи, G - расход электролита.

Недостатком способа получения электрического разряда по прототипу является невозможность получения достаточно объемного горения электрического разряда, так как разряд горит в малом объеме в виде микроразрядов у поверхности металлического электрода. Разряд горит в объеме 125 мм³.

Задача изобретения заключается в увеличении объема горения электрического разряда.

Техническим результатом предлагаемого способа получения электрического разряда является то, что электрический разряд горит в большем, по сравнению с прототипом, объеме межэлектродного промежутка - 3000 мм³ и более.

Технический результат в предлагаемом способе получения электрического разряда по его первому варианту, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых твердый, а другой - электролит, достигается тем, что в качестве другого электрода используют проточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

В качестве твердого электрода могут использовать электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала.

Технический результат в предлагаемом способе получения электрического разряда по его второму варианту, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых твердый, а другой - электролит, достигается тем, что в качестве другого электрода используют непроточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

Технический результат в предлагаемом способе получения электрического разряда по его третьему варианту, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых электролит, достигается тем, что один из электродов - это струя электролита, а другой - проточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

Технический результат в предлагаемом способе получения электрического разряда по его четвертому варианту, включающем подачу напряжения между электродами, один из которых электролит, достигается тем, что в качестве электродов используют струи электролита, которые образуют между собой угол 0≤α≤180°, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

На фиг. 1 схематично представлено устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его первому варианту.

На фиг. 2 схематично представлено устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его второму варианту.

На фиг. 3 схематично представлено устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его третьему варианту.

На фиг. 4 представлена фотография устройства, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его третьему варианту.

На фиг. 5 представлены фотографии горения электрического разряда по его третьему варианту.

На фиг. 6 представлено схематично устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его четвертому варианту.

На фиг. 7 представлено схематично горение электрического разряда в вертикальном положении по его четвертому варианту.

На фиг. 8 представлено схематично горение электрического разряда в горизонтальном положении по его четвертому варианту.

На фиг. 4 и 5 фотографии получены видеокамерой SonyHOR - SP72E.

Устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его первому варианту (фиг. 1), содержит твердый электрод 1, в качестве которого используют электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала цилиндрической формы, для подвода потенциала с ВЧЕ генератора 2, электролитическую ячейку 3 для проточного электролита 4. Устройство также содержит медную пластинку 5 для подвода заземления, трубки 6 и 7 для подвода и отвода электролита 4, являющегося другим электродом, причем скорость течения электролита 4 составляет 0,2≤v≤0,5 м/с. В качестве электролита 4 используют техническую воду или раствор солей, щелочей и кислот в технической воде. С помощью трубки 6 электролит 4 вливают в электролитическую ячейку 3, а с помощью трубки 7 сливают. Электролитическая ячейка 3 изготовлена из оргстекла. Диаметр твердого электрода 1 составляет 5 мм. Межэлектродное расстояние устанавливают от 1 до 5 мм. Твердый электрод 1 подключают к клемме источника питания ВЧЕ генератора 2 и закрепляют с помощью устройства, которое позволяет регулировать межэлектродное расстояние. Межэлектродное расстояние измеряют с помощью микроскопа СП-52. Напряжение высокочастотного емкостного разряда измеряют приборами, которые имеются на стенде ВЧЕ генератора марки ВЧГ8-60/13, а также с помощью двухканального цифрового осциллографа типа АСК-2067. Расход электролита 4 определяют с помощью мензурки и секундомера на конце трубки 7. Скорость вычисляют по формуле v=G/ρS, где ρ - плотность электролита, S - площадь сечения электролита, G - расход электролита.

Устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его второму варианту (фиг. 2), содержит твердый электрод 1, в качестве которого используют электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала цилиндрической формы, для подвода потенциала с ВЧЕ генератора 2, электролитическую ячейку 3 для непроточного электролита 4, являющегося другим электродом. В качестве электролита 4 используют техническую воду или раствор солей, щелочей и кислот в технической воде. Электролитическая ячейка 3 изготовлена из оргстекла. Устройство также содержит медную пластинку 5 для подвода заземления. Диаметр твердого электрода составляет 5 мм. Межэлектродное расстояние устанавливают от 1 до 5 мм. Твердый электрод 1 подключают к клемме источника питания ВЧЕ генератора 2 и закрепляют с помощью устройства, которое позволяет регулировать межэлектродное расстояние. Межэлектродное расстояние измеряют с помощью микроскопа СП-52. Напряжение высокочастотного емкостного разряда измеряют приборами, которые имеются на стенде ВЧЕ генератора марки ВЧГ8-60/13, а также с помощью двухканального цифрового осциллографа типа АСК-2067.

Устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его третьему варианту (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), содержит медную трубку 8 для образования струи электролита 9 и большого объема плазмы 10, электролит 11 в верхней электролитической ячейке 12, скорость течения струи электролита 9 составляет 0,2≤v≤0,5 м/с. Устройство также содержит и нижнюю электролитическую ячейку 3 для проточного электролита 4. Трубка 7 служит для слива электролита 4, а пластинка 5 для подвода заземления. Диаметр струи 9 образуют с помощью медной трубки 8, которая в верхнем конце имеет конусообразную форму 13, а с нижней стороны электролитической ячейки 12 в медную трубку 8 с резьбой завернут винт 14 для закрепления медной пластинки 5 к электролитической ячейке 12. Нижняя электролитическая ячейка 3 и верхняя электролитическая ячейка 12 изготовлены из оргстекла. Верхнюю электролитическую ячейку 12 закрепляют с помощью специальной подставки 15. Слив с электролитической ячейки 3 осуществляют с помощью трубки 7. Напряжение высокочастотного емкостного разряда измеряют приборами, которые имеются на стенде ВЧЕ генератора 2 марки ВЧГ8-60/13, а также с помощью двухканального цифрового осциллографа типа АСК-2067. Расход электролита 4 определяют с помощью мензурки и секундомера на конце трубки 7. Скорость вычисляют по формуле v=G/ρS, где ρ - плотность электролита, S - площадь сечения электролита, G - расход электролита. В качестве электролита используют техническую воду или раствор солей, щелочей и кислот в технической воде. На фотографии фиг. 4 приведена разрядная камера без разряда, а на фотографиях фиг. 5 представлены особенности горения разряда между струйным электролитом и металлическим электродом.

Устройство, с помощью которого может быть осуществлен способ получения электрического разряда по его четвертому варианту (фиг. 6, фиг. 7, фиг. 8), содержит электролитические ячейки 12₁ и 12₂ для проточного электролита 11, медные пластинки 5₁, 5₂ для подвода заземления, медные трубки 8₁ и 8₂ для образования струй электролита 9₁ и 9₂ и объемов плазмы 10₁ и 10₂. Медные трубки 8₁ и 8₂ в верхнем конце имеют конусообразную форму 13, а с нижней стороны электролитических ячеек 12₁ и 12₂ в медные трубки 8₁ и 8₂ с резьбой завернуты винты 14₁ и 14₂ для закрепления медных пластинок 5₁ и 5₂ к электролитическим ячейкам 12₁ и 12₂. Электролитические ячейки 12₁ и 12₂ изготовлены из оргстекла. Верхнюю электролитическую ячейку 12₁, которая образует струю в перпендикулярном направлении, закрепляют с помощью подставки 15. Верхнюю электролитическую ячейку 12₂, которая образует струю 9₂ под углом α к перпендикулярной струе 9₁, которую закрепляют с помощью специальной подставки 16. Подставка 16 позволяет регулировать угол β для создания угла α между двумя струями 9₁ и 9₂. Напряжение высокочастотного емкостного разряда измеряют приборами, которые имеются на стенде ВЧЕ генератора 2 марки ВЧГ8-60/13, а также с помощью двухканального цифрового осциллографа типа АСК-2067. Расход электролита 11₁ и 11₂ определяют с помощью мензурки и секундомера. Скорость вычисляют по формуле v=G/ρS, где ρ - плотность электролита 11₁ и 11₂, S - площадь сечения электролита 11₁ и 11₂, G - расход электролита 11₁ и 11₂. В качестве электролита 11₁ и 11₂ используют техническую воду или раствор солей, щелочей и кислот в технической воде. Скорость течения электролита 11₁ - 0,2≤v₁≤0,9 м/с, 11₂ - 0,2≤v₂≤0,5 м/с, диаметры струи 9₁ электролита 3≤d₁≤6 мм, 9₂ - 3≤d₂≤6 мм, длины струи 9₁ электролита 10≤l₁≤50 мм, 9₂ - 10≤l₂≤50 мм. На фиг. 7 и фиг. 8 представлено схематично горение электрического разряда в вертикальном и горизонтальном положении.

Рассмотрим способ получения электрического разряда по его первому варианту. Способ получения электрического разряда по его первому варианту включает подачу напряжения между электродами, один из которых твердый 1, в качестве которого используют электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала, в качестве другого электрода используют проточный электролит 4 со скоростью течения электролита 0,2≤v≤0,5 м/с, напряжение U между электродами устанавливают высокочастотное с частотой f=13,56 МГц в пределах U от 1000 до 6000 В, где U - напряжение между электродами, f - частота высокочастотного поля между электродами, v - скорость течения электролита. При U<1000B разряд не горит, а при U>6000B высокочастотный емкостной разряд переходит в факельную форму.

Рассмотрим способ получения электрического разряда по его второму варианту. Способ получения электрического разряда по его второму варианту включает подачу напряжения между электродами, один из которых твердый 1, в качестве которого используют электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала, в качестве другого электрода используют непроточный электролит 4, напряжение U между электродами устанавливают высокочастотное с частотой f=13,56 МГц, в пределах U от 1000 до 6000 В, где U - напряжение между электродами, f - частота высокочастотного поля между электродами. При U<1000 В разряд не горит, а при U>6000B высокочастотный емкостной разряд переходит в факельную форму.

Рассмотрим способ получения электрического разряда по его третьему варианту. Способ получения электрического разряда по третьему варианту включает подачу напряжения между электродами, один из которых струя электролита 9 со скоростью течения 0,2≤v₁≤0,9 м/с, а другой - проточный электролит 4 со скоростью течения 0,2≤v₂≤0,5 м/с, напряжение U между электродами устанавливают высокочастотное с частотой f=13,56 МГц в пределах U от 1000 до 6000 В, диаметр струи 9 электролита 3≤d≤6 мм и длина струи 9 электролита 10≤l≤50 мм, где U - напряжение между электродами, f - частота высокочастотного поля между электродами, v₁ - скорость течения струи электролита, v₂ - скорость течения проточного электролита. При U<1000 В разряд не горит, а при U>6000B высокочастотный емкостной разряд переходит в факельную форму.

Рассмотрим способ получения электрического разряда по его четвертому варианту. Способ получения электрического разряда по четвертому варианту включает подачу напряжения между электродами, в качестве которых используют струи электролита 9₁, 9₂, которые образуют между собой угол 0≤α≤180°, одна из которых со скоростью течения 0,2≤v₁≤0,9 м/с, а другая - 0,2≤v₂≤0,9 м/с, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное с частотой f=13,56 МГц в пределах U от 1000 до 6000 В, диаметры струй 9₁ и 9₂ электролита - 3≤d₁≤6 мм, 3≤d₂≤6 мм, длины струй 9₁ и 9₂ электролита - 10≤l₁≤50 мм, 10≤l₂≤50 мм, где U - напряжение между электродами, d₁ - диаметр первой струи электролита, d₂ - диаметр второй струи электролита, v₁ - скорость течения первой струи 9₁ электролита, v₂ - скорость течения второй струи 9₂ электролита, l₁ - длина первой струи 9₁ электролита, l₂ - длина второй струи 9₂ электролита. При U<1000 В разряд не горит, а при U>6000B высокочастотный емкостной разряд переходит в факельную форму.

Таким образом, в предлагаемом способе получения электрического разряда электрический разряд горит в большом объеме межэлектродного промежутка - 3000 мм³ и более, что существенно превышает объем электрического разряда в прототипе.

1. Способ получения электрического разряда, включающий подачу напряжения между электродами, один из которых твердый, а другой - электролит, отличающийся тем, что в качестве другого электрода используют проточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

2. Способ получения электрического разряда по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердого электрода используют электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала.

3. Способ получения электрического разряда, включающий подачу напряжения между электродами, один из которых твердый, а другой - электролит, отличающийся тем, что в качестве другого электрода используют непроточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

4. Способ получения электрического разряда по п. 3, отличающийся тем, что в качестве твердого электрода используют электрод из металла, или сплава, или диэлектрика, или пористого материала.

5. Способ получения электрического разряда, включающий подачу напряжения между электродами, один из которых электролит, отличающийся тем, что один из электродов - это струя электролита, а другой - проточный электролит, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

6. Способ получения электрического разряда, включающий подачу напряжения между электродами, один из которых электролит, отличающийся тем, что в качестве электродов используют струи электролита, которые образуют между собой угол 0≤α≤180°, напряжение между электродами устанавливают высокочастотное в пределах от 1000 до 6000 В.

Изобретение относится к области генерирования химически активных частиц физическими методами воздействия и может быть использовано в биомедицинских исследованиях.

Электрод для горелок, предназначенных для плазменной резки, и его применение // 2621673

Изобретение относится к электроду для плазменных горелок для плазменной резки и применению электрода для указанной плазменной горелки. Электрод для плазменных резаков, выполненный в соответствии с изобретением, содержит держатель электрода и эмиссионную вставку, которые соединены друг с другом запрессовкой и/или подгонкой по форме.

Способ осуществления тлеющего разряда и устройство для его реализации // 2621283

Изобретения относятся к способам и устройствам для осуществления тлеющего разряда и могут найти применение при обработке поверхности и нанесении покрытий на поверхности различных изделий в вакууме, в машиностроении для поверхностной термообработки, напыления и упрочнения, а также для получения излучения, например для накачки лазеров.

Магнитная система // 2620579

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в малогабаритных приборах ЯМР- и ЭПР-спектроскопии высокого спектрального разрешения. Технический результат состоит в повышении степени однородности магнитного поля в рабочей области системы и увеличении его напряженности.

Способ формирования тепловой кумулятивной струи и образованного ей канала заданной формы на металлической поверхности катода // 2620262

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в газоразрядных приборах и плазме. Между электродами при фиксированном расстоянии между ними подается напряжение, возникающий ток плавит и испаряет тонкую проволочку, которая размещается между электродами, расстояние от катода до анода выбирается таким, при котором разряд без проволочки самопроизвольно не возникает, а между электродами создаются условия для лавинного пробоя разрядного промежутка, возникающего при наличии в воздухе паров испаряющейся проволочки.

Способ изготовления самонакаливаемого полого катода из нитрида титана для систем генерации плазмы // 2619591

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано в газоразрядных устройствах с самонакаливаемым полым катодом. Способ изготовления самонакаливаемого полого катода из нитрида титана для систем генерации плазмы включает формирование трубчатого изделия из смеси порошков, содержащей нитрид титана, 10 вес.% титана, не более 2 вес.% пластификатора поливинилбутираля, импульсным или статическим прессованием, экструзией, шликерным литьем или альтернативным способом, отжиг трубчатого изделия в вакуумной печи в потоке азота при давлении 1 Па при температуре 500°С в течение 1 ч для термического разложения пластификатора и удаления продуктов разложения из объема трубчатого изделия, установку трубчатого изделия в качестве катодного электрода в электроразрядную систему, содержащую анодный электрод, постоянную прокачку азота через трубчатое изделие, приложение между анодом и трубчатым изделием напряжения и зажигание тлеющего разряда между трубчатым изделием и анодом, ток которого постепенно увеличивают по мере прекращения дугообразования, что обеспечивает удаление поверхностных загрязнений и рост температуры трубчатого изделия, переход разряда в термоэмиссионный дуговой режим и нагрев катода до температуры 2000°С.

Способ упрочнения оптического контакта диэлектрических поверхностей лазерного гироскопа и генератор струи плазмы для его реализации // 2617697

Изобретение относится к способу и устройству для низкотемпературного упрочнения оптического контакта диэлектрических поверхностей газоразрядных приборов, в частности резонаторов моноблочных газовых лазеров, в процессе их технологической сборки.

Источник плазменной струи // 2616445

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к источникам получения и управления потоком плазмы атмосферного давления. Источник образован цилиндрической трубкой из диэлектрического материала, с входной частью - трактом для поступления газа и выходной частью - соплом для вывода плазмы.

Охлаждение с замкнутым контуром плазменной пушки для увеличения срока службы аппаратных средств // 2615974

Изобретение относится к области плазменной техники. Система (1) водяного охлаждения для плазменной пушки (2), способ охлаждения плазменной пушки (2) и способ увеличения срока службы плазменной пушки (2).

Способ измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы свч разряда в водородсодержащем газе // 2615054

Изобретение относится к плазменным технологиям, в частности к способам измерения поглощенной мощности в СВЧ-разрядах. При реализации предложенного способа измерения мощности, поглощаемой единицей объема СВЧ-разряда, получают СВЧ-разряд в водородсодержащем газе, фотографируют плазму СВЧ-разряда через светофильтр, выделяющий линию серии Бальмера, по интенсивности оптического излучения определяют границу плазмы разряда, вычисляют занимаемый плазмой объем, а также поглощаемую плазмой полную мощность.

Способ получения электрического разряда // 2457571

Изобретение относится к плазменной технике и технологии и может быть использовано для получения электрического разряда в большем объеме. .

Способ получения многоканального разряда (варианты) // 2317610

Изобретение относится к плазменной технике и технологии и может быть использовано для получения многоканального разряда в большем объеме. .

Устройство для получения тлеющего разряда при атмосферном давлении // 1088086

Игнитронный разрядник для коммутации однократных импульсов // 1084913

Электронная пушка // 1080671

Способ ускоренных испытаний игнитронов // 748573

Ртутный вентиль // 256099

Способ переработки золы-уноса тепловых электростанций // 2630021

Изобретение относится к области переработки зольных отходов угольных тепловых электростанций с целью их утилизации в качестве, в частности, материалов для производства строительных изделий. В способе переработки золы-уноса угольных теплоэлектростанций, включающем высокотемпературную обработку в атмосфере азота, процесс ведут в присутствии мочевины при соотношении зола-унос:мочевина, равном 1:1, а высокотемпературную обработку осуществляют в потоке азотной плазмы при температуре плазмы 4000-6000°С при мощности плазмотрона 25 кВт и скорости потока плазмы 60-100 м/с с последующим охлаждением в атмосфере азота, подаваемого со скоростью 60-80 м/с, и разделением разнодисперсных фракций в условиях вихревого циклонирования и фильтрации на рукавном фильтре. Технический результат – утилизация отходов, расширение ассортимента полезных продуктов, получаемых в результате утилизации золы. 2 ил., 1 пр.

Способ генерации плотной объемной импульсной плазмы // 2632927

Изобретение обеспечивает генерацию плотной объемной импульсной плазмы и может быть использовано для интенсификации процессов взаимодействия частиц в объеме и одновременного ограничения температуры поверхности изделий, нагреваемых ионным потоком из плазмы. Способ генерации плотной объемной импульсной плазмы основан на возбуждении разряда с самонакаливаемым полым катодом в газоразрядной системе источника электронов с плазменным эмиттером и формировании широкого электронного пучка, ионизирующего и возбуждающего газ в объеме. Разряд с самонакаливаемым полым катодом зажигают в импульсно-периодическом режиме, при этом сочетание параметров режима (амплитуда, длительность и частота повторения импульсов) выбирают таким образом, чтобы приращение температуры эмитирующей поверхности полого катода за время импульса (Tmax-Tmin) обеспечивало требуемую величину импульсного тока термоэмиссии катода, а отвод тепла в объем полого катода и излучение с его внешней поверхности за время паузы не привели к снижению температуры эмитирующей поверхности полого катода ниже минимального уровня Tmin, обеспечивающего минимальный стартовый ток термоэмиссии для развития разряда при подаче импульса напряжения, причем значения температур определяются из соотношения Ричардсона-Дэшмана Imax=AT2maxexp(-eϕ/koTmax)S1и Imin=AT2minехр(-eϕ/koTmin)S1, длительность импульса t и частота повторения импульсов f определяются из соотношений (Tmax-Tmin)=(2q/λ)(αt/π)1/2, q=k1UIImax/S1, k1ImaxU⋅f⋅t~k2σT4minS2, где Imax, Imin - требуемая амплитуда тока и минимальный стартовый ток термоэлектронной эмиссии катода, S1, S2 - площадь эмитирующей и внешней поверхности полого катода, А - термоэлектрическая постоянная, Tmax, Tmin - максимальная импульсная и минимальная стартовая температура полого катода, еϕ - работа выхода электронов из материала полого катода, е - заряд электрона, ko - постоянная Больцмана, q - импульсная плотность мощности, выделяющейся на эмитирующей поверхности полого катода, λ и α - коэффициенты теплопроводности и температуропроводности материала полого катода соответственно, π=3,14; k1 - доля ионного тока в общем токе на полый катод, U - напряжение горения импульсного разряда; k2 - коэффициент излучения (степень черноты) внешней поверхности полого катода, σ - постоянная Для нанесения покрытий в плазме электронного пучка могут быть использованы совместно с электронным источником распылительная система, формирующая поток атомов в направлении обрабатываемых изделий, а также плазмохимические реакции с участием компонентов газовой смеси, активируемой низкоэнергетическим электронным пучком. Технический результат - повышение эффективности возбуждения и ионизации газа и обеспечение возможности изменять структурно-фазовое состояние и функциональные характеристики изделий. 6 ил.

Способ получения плазменной струи и устройство для его осуществления // 2633705

Группа изобретений относится к источникам излучения, в частности к лампам барьерного разряда, и может быть использована в различных областях науки и техники, где необходима подсветка коротковолновым ультрафиолетовым или вакуумным ультрафиолетовым излучением, например в фотохимии, в фотобиологии, фотоионизационных приборах. Технический результат - упрощение конструкции, получение плазменных струй атмосферного давления в воздухе без принудительной прокачки воздуха и снижение расхода газа в средах, содержащих смеси легкоионизуемых газов с электроотрицательными газами. Способ заключается в том, что зажигают искровой разряд между двумя острийными электродами, один электрод оставляют под плавающим потенциалом, причем на второй электрод подают высоковольтные импульсы напряжения положительной полярности с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, зажигание разряда осуществляют между электродами, установленными под углом 0<α<160°, формируя плазменную струю в месте максимальной кривизны токового канала. Устройство, реализующее способ, содержит два острийных электрода, образующих искровой разрядный промежуток, один электрод является свободным, высоковольтный источник питания, второй электрод, расположенный под углом 0<α<160° к первому, является высоковольтным и имеет положительную полярность напряжения с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, разрядный промежуток составляет 5<d<20 мм. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для генерации плазмы высокочастотного разряда // 2633707

Изобретение относится к средствам формирования плазмы высокочастотных разрядов и может быть использовано, например, для травления поверхности, проведении газофазных плазмохимических реакций, спектрального анализа жидких и твердых проб. Устройство для генерации высокочастотного разряда содержит катод и анод, установленные через разрядный промежуток. Анод электрически соединен с фидером высоковольтного высокочастотного генератора. Катод выполнен в виде дополнительного электрода, соединенного электрически с одной из обкладок конденсатора переменной емкости. Другая обкладка этого конденсатора электрически изолирована как от шины заземления, так и общего провода высоковольтного ВЧ-генератора. Техническим результатом является возможность формирования неравновесной плазмы высокочастотных разрядов, электронная температура которой сопоставима с электронной температурой плазмы факельного разряда, а газовая температура сопоставима с газовой температурой плазмы дугового разряда. 3 ил.