Электроимпульсная технология получения ультрадисперсных материалов

• Автор: Самсонов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1 Методы получения ультрадисперсных материалов. Современные представления о процессах в технологических системах с высоким удельным энерговкладом в вещество

1.1 Существующие методы получения ультрадисперсных частиц

1.1.1 Химические методы получения УДЧ

1.1.2 Физические методы получения УДЧ

1.2 Современное представление о процессах в импульсных технологических системах

1.2.1 Общие принципы построения импульсных технологических систем

1.2.2 Принципы построения емкостных накопителей энергии для импульсных технологических установок
1.2.3 Согласование накопителя энергии импульсной технологической системы с нагрузкой
1.2.4 Диагностика параметров процесса в импульсных электротехноло-
гнческнх системах
1.3 Получение УДЧ с использованием рельсового ускорителя плазмы .
1.3.1 Принципы построения систем инициации разряда в рельсовом ускорителе
1.4 Выводы по главе
Глава 2 Основы спектрального метода расчета взаимодействия импульса электромагнитного поля произвольной формы с проводящей средой

2.1 Теоретические представления о взаимодействии импульса магнитного поля сложной формы с проводящей средой
2.1.1 Необходимость определения верхней границы ширины спектра физического импульса произвольной формы
2.1.2 Определение верхней границы ширины спектра физического импульса произвольной формы
2.1.3 Адекватность предложенной оценки ширины спектра и примеры
ее применения
2.1.4 Численный расчет эволюции формы импульса магнитного поля
сложной формы при его распространении вглубь проводящей среды спектральным методом
2.2 Методика определения эффективной глубины проникновения магнитного поля в проводящую среду
2.2.1 Расчет активного сопротивления проводника с учетом эффективной глубины проникновения магнитного поля
2.3 Выводы по главе
Глава 3 Физика и математическое описание процессов в технологической системе
3.1 Описание процессов в технологической системе
3.1.1 Процесс образования УДЧ
3.1.2 Процесс инициации основного разряда
3.2 Математическое моделирование процессов в технологической системе
3.2.1 Расчет динамики пространственного распределения температуры
в области инициации основного разряда
3.2.2 Математическое описание процессов в системе питания основного
разряда

3.3 Экспериментальная установка для получения ультраднспереных
частиц металлов
3.3.1 Описание конструкции экспериментальной установки
3.3.2 Система инициации основного разряда путем предварительной ионизации межэлектродного промежутка
3.3.3 Система диагностики параметров технологического процесса
3.4 Результаты экспериментального изучения работы установки
3.5 Выводы по главе
Глава 4 Исследование параметров ультрадисгтерсных частиц, нанесенных на подложки с помощью экспериментальной установки
4.1 Диагностика размера и морфологии УДЧ на подложке
4.2 Повышение адгезии лакокрасочных покрытий к поверхности полимеров
4.2.1 Описание экспериментов по повышению адгезии лакокрасочных
покрытий
4.3 Выводы по главе
Заключение
Список литературы
Приложение А Численный расчет процесса инициации основного разряда
Приложение В Численный расчет динамики индуктивности вторичной обмотки трансформатора устройства инициации основного разряда
Приложение С Материалы по внедрению результатов работы .

да оказываются непригодными в случае применения РУ в качестве технологической системы для получения УДЧ.
Вместе с тем, для инициации дугового разряда атмосферного давления или вакуумного дугового разряда известны системы предварительного пробоя разрядного промежутка за счет подачи на основные электроды импульса высокого напряжения [42]. Подробно эти системы и физические основы их работы описаны в работе [43]. Однако реализация большинства из них в условиях работы реального технологического оборудования излишне сложна.
Решением данной проблемы могла бы стать модернизированная система инициализации разряда, обеспечивающая предварительный пробой межэлек-тродного промежутка. Как свидетельствуют экспериментальные данные, приведенные в [43], для этого необходимо получить на поверхности катода область с температурой, достаточной для возникновения эффекта термоэлектронной эмиссии, и обеспечить существование проводящего канала между электродами основного разряда.
Процесс пробоя длится короткое время (около 10-7 с [38]) экспериментальные исследования явлений, которые при этом происходят, исключительно сложны. Поэтому основным инструментом его исследования является численный расчет с использованием математической модели. Такая модель должна описывать процессы, происходящие в системе питания, с учетом особенностей протекания импульсного тока от емкостного накопителя до области зажигания разряда, и процессы преобразования энергии электромагнитного поля в энергию теплового движения электронов и молекул газа.
Для адекватного описания этих процессов в каждой точке исследуемого пространства необходимо решить уравнения, описывающие динамику изменения функции распределения электронов по энергиям (ФРЭЭ) и кинетику меж-молекулярного взаимодействия [18]. То есть, необходимо решать самосогласованную электротепловую задачу с учетом передачи энергии от электронов к молекулам газа, ее перераспределения и релаксации в поступательные уровни