Исследование электрического взрыва проводников и его применение в электрофизических установках

• Автор: Седой, Валентин Степанович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 235 с. : ил.

1 Состояние исследований электрического взрыва

1.1 Феноменология явления

1.1.1 Изменение тока и состояния вещества при взрыве

1.1.2 Поведение сопротивления проводника и введенной в

проводник энергии при нагреве и взрыве

1.1.3 Интеграл удельного действия тока

1.2 Неоднородности и неустойчивости при электрическом взрыве

1.2.1 Классификация электрического взрыва

1.2.2 Радиальные неоднородности

1.2.3 Стратообразование при электрическом взрыве

1.3 Образование частиц

1.3.1 Влияние плотности введенной энергии на размер частиц
1.3.2 Влияние плотности окружающей среды на размер частиц
1.3.3 Влияние диаметра проводника на размер частиц
1.4 Гипотезы о механизме электрического взрыва
1.4.1 Модель волны расширения
1.4.2 Волна испарения
1.4.3 Объемное расширение
1.4.4 Магнитогидродинамические неустойчивости
1.5 Состояние физических исследований
1.5.1 Фазовая диаграмма, уравнения состояния и
электропроводность металлов
1.5.1.1 Уравнения состояния

1.5.1.2 Электропроводность
1.5.2 Численные методы
1.6 Выводы
2 Подобие при электрическом взрыве
2.1 Критерии подобия для стадии нагрева
2.2 Критерии подобия для стадии собственно взрыва
2.3 Методика эксперимента
2.4 Проверка моделирования
2.5 Выводы
3 Физическое моделирование электрического взрыва
3.1 Физическое моделирование электрического взрыва
3.1.1 Критическая длина в воздухе при нормальных условиях
3.1.2 Влияние окружающей среды на критическую длину
3.1.3 Электрический пробой или термическая ионизация - что препятствует отключению тока?
3.2 Введенная энергия
3.3 Ток через проводник и время до взрыва
3.4 Импульс напряжения при электрическом взрыве
3.4.1 Амплитуда напряжения
3.4.2 Длительность импульса напряжения
3.4.3 Радиальная скорость потери проводимости
3.5 Выводы
4. Переключение тока в нагрузку
4.1 Импульсная зарядка емкости
4.1.1 Количественные оценки

4.1.2 Экспериментальные результаты
4.1.3 Напряженность электрического поля
4.1.4 Подобие и оптимальные условия
4.2 Выводы
5 Поведение вещества при высоких скоростях нагрева
5.1 Условия однородного нагрева
5.1.1 Границы применимости одно-температурного приближения
5.1.2Условия быстрого электрического взрыва
5.2 Результаты исследований
5.2.1 Методика измерений
5.2.2 Аномалии сопротивления и энергии
5.3 Начальная точка электрического взрыва
5.3.1 Влияние магнитного давления
5.3.1.1 Физический эксперимент по проверке влияния магнитного 140 давления
5.3.1.2 Численный эксперимент
5.3.2 Релаксационные процессы
5.4 Выводы
6 Получение нанопорошков методом электрического взрыва
6.1 Механизм образования частиц при электрическом взрыве
6.2 Прямое получение наноразмерных порошков
6.2.1 Влияние плотности тока на дисперсность порошка
6.2.2 Синтез высокодисперсных порошков в газе пониженного давления
6.2.3 Получение высокодисперсных металлических порошков

температуру и плотность. Оба подхода непрерывно совершенствуются, обновляются и дополняют друг друга. Первый основан на фундаментальных представлениях о строении вещества и его физических свойствах [8,76-78].
1.5.1.1 У равнения состояния
На рисунке 1.16 условно показаны области применимости теоретических моделей [76]. Наиболее трудным является учет межчастичных взаимодействий и неупорядоченности, в особенности это относится к физике жидких и расширенных металлов, к области состояний в окрестности критической точки. По этой причине строгое описание состояния вещества в настоящее время отсутствует.
Выше и правее соответствующих сплошных линий применимы модели однородного электронного газа (ОЭГ), Томаса - Ферми (ТФ), Томаса - Ферми с квантовой и обменной поправкой (ТФП), зонная модель (3). Ниже штрих-пунктирной линии применима модель ионизационного равновесия (ИР). Заштрихованы области экспериментов по ударному и безударному сжатию в плазменных экспериментах [76]. Рисунок 1.16- Применимость различных моделей состояний металлов [76].