Воздействие высокоскоростных пылевых частиц на пленочные структуры металл-диэлектрик-металл

• Автор: Телегин, Алексей Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Исследование поведения твердых тел под высоким давлением
1.1 Методы исследования в физике высоких давлений
1.2 Уравнения состояния твердых тел при высоких давлениях
1.3 Физические явления при высокоскоростном взаимодействии частиц с твердым телом
1.3.1 Электростатическая и электромагнитная индукция
1.3.2 Излучение электромагнитных волн
1.3.3 Вакуумный пробой промежутка “частица - преграда”
1.3.4 Внесение вещества частицы в преграду
1.3.5 Пьезоэффект при ударном взаимодействии частиц с преград ой
1.3.6 Свечение ударносжатого люминофора в условиях высокого давления, которое инициируется высокоскоростным взаимодействием частицы с веществом люминофора
1.3.7 Фотоэмиссия при высокоскоростном ударе
1.3.8 Образование кратера и пробивание тонких преград при высокоскоростном ударе
1.3.9 Разрушение заряженных твердых объемных диэлектриков при высокоскоростном ударе микронных частиц
1.3.10 Ионизация вещества частицы и преграды при высокоскоростном ударе
1.3.11 Групповое высокоскоростное взаимодействие потоков частиц с твердым веществом
1.3.12 Проводимость диэлектриков и полупроводников под высоким
давлением
Выводы
2 Математические модели МДМ структуры на основе полиметилметакрилата

2.1 Исходные уравнения и основы методики расчета
2.2 Аналитическая модель расчета сопротивления ударносжатого канала в МДМ - структуре
2.3 Сопротивление пробиваемой тонкой МДМ-структуры
2.4 Численное моделирование изменения проводимости
МДМ - структуры
2.5 Ионообразование многокомпонентной плазмы
в МДМ - структуре
2.6 Ударная вспышка сжатого вещества МДМ - структуры при
высокоскоростном ударе
2. 7 Модель диффузии заряженных частиц в ударносжатой
МДМ - структуре
2.8 Стационарное свечение канала проводимости ударносжатой
МДМ - структуры
2.9 Температура канала проводимости ударносжатого вещества диэлектрика МДМ - структуры
2.10 Тепловой и электрический пробой конденсаторного преобразователя
2.11 Электрическая модель расчета напряжения на ударносжатой
МДМ - структуре
Выводы
3 Методика проведения лабораторных экспериментов с пленочной МДМ-структурой
3.1 Анализ ускорительной техники для проведения ударных экспериментов
3.2 Методика проведения лабораторных экспериментов
3.3 Эксперименты с пленочными МДМ - структурами ударносжатого и
пробиваемого типа
3.3.1 Эксперименты с МДМП - структурами

3.3.2 Исследование проводимости многослойной пленочной МДМ
структуры, нанесенной на полубесконечную преграду
3.3.3 Ионизация и ударная вспышка при соударении частицы с мишенью
3.3.4 Сквозная проводимость тонкой МДМ - структуры
3.3.5 Проводимость ударносжатой МДМ - структуры при взаимодействии
низкоскоростных частиц, ускоренных импульсным лазером
Выводы
4 Методика изготовления и применения пленочных структур в качестве датчиков микрометеороидов
4.1 Методика получения МДМ - структур на основе
полиметил метакрилата
4.2 Методы и средства регистрации частиц естественного и искусственного происхождения на основе тонких пленок
4.3 Преобразователь на основе МДМ - структуры
Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложение А

2 Математические модели МДМ - структуры на основе полиметилметакрилата
В этой работе рассматривается поведение МДМ - структуры в условиях ударного воздействия высокоскоростных частиц. Особенностями данного исследования является то, что давление создается в локальной области размером несколько микрон. В процессе взаимодействия могут наблюдаться следующие эффекты: изменение проводимости МДМ - структуры,
образование плазмы, ударная вспышка, стационарное свечение.
Приложенное к МДМ - структуре электрическое поле существенно влияет на процессы, происходящие при ударном взаимодействии. Так как толщина диэлектрика в таких структурах колеблется от десятков нанометров до десятков микрон, то даже небольшое прикладываемое напряжение (от 10В до 400В) создает большую напряженность поля. При ударном воздействии на МДМ - структуру напряженность электрического поля может приблизиться к напряженности пробоя диэлектрика. Так же за счет прикладываемого поля происходит локальный разогрев диэлектрика в месте воздействия высокоскоростных частиц, что также может к тепловому пробою рассматриваемой структуры и привести к усилению наблюдаемых эффектов образования плазмы и ударной вспышки.
Рассматриваемые в данной работе модели не претендует на полноту описания происходящих процессов, целью их разработки является качественно описать процессы, происходящие в МДМ - структуре при ударном воздействии.
2.1 Исходные уравнения и основы методики расчета
Проведенные исследования [76] показали, что электропроводность органического стекла и парафина в ударной волне изменяется на 1520