Разработка процессов модифицирования и получения дисперсных материалов в импульсной плазме

• Автор: Блинков, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 319 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ИМПУЛЬСНЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОНДЕНСАТОРНЫЙ РАЗРЯД ИВКР КАК СПОСОБ ГЕНЕРИРОВАНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ плазмы птп .

1.1. Исследование импульсных разрядов в газах

1.2. Особенности формирования и развития импульсных разрядов в газовых средах, содержащих дисперсные частицы.

1.3. Установки импульсной плазмы и организация процессов получения

и обработай материалов в состоянии газодисперсных и парогазовых потоков

1.4. Импульсная плазма в процессах получения и модифицирования неорганических материалов .
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ИМПУЛЬСНОГО КОНДЕНСАТОРНОГО РАЗРЯДА В ГАЗАХ И ВОЗДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНОЙ ПЛАЗМЫ НА ВЕЩЕСТВО.

2.1. Математическое моделирование развития импульсного разряда в

2.1.1. Состояние вопроса по моделированию развития импульсного разряда в газах

2.1.2. МГДмолсль импульсного разряда.
2.1.3. Обсуждение полученных результатов
2.1.4. Проверка адекватности МГДмодсли импульсного разряда.
2.2. Математическое моделирование динамического воздействия импульсного разряда на частицы газодисперсного потока.
2.2.1. Постановка задачи о течении двухфазной среды за фронтом ударной волны.
2.2.2. Обсуждение полученных результатов и проверка адекватности математической модели.
2.3. Математическое моделирование термического воздействия импульсной плазмы конденсаторного разряда на дисперсный материал
2.3.1. Состояние вопроса по математическому описанию термического воздействия высокотемпературных газовых потоков на дисперсные материалы.
2.3.2. Постановка задачи о термическом воздействии импульсной плазмы на частицы дисперсного материала, содержащегося в газодисперсном потоке
2.3.3. Обсуждение полученных результатов но моделированию
2.3.4. Проверка адекватности математической модели термического воздействия импульсной плазмы конденсаторного разряда на дисперсные матс
ГЛЛВА 3. ПОВЕРХНОСТНОЕ МОДИФИЦИРУЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ИМПУЛЬСНОЙ ПЛАЗМЫ НА ВЕЩЕСТВО.
3.1. Модифицирующее воздействие импульсной плазмы на морфологию. структуру и состав дисперсных оксидов и карбидов.
3.2. Металлизация керамических порошков в импульсной плазме
3.3 Модифицирование углеродных материалов в импульсной плазме
3.4. Возможные области применения дисперсных материалов, модифицированных в импульсной плазме
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНИХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ
И КАРБИДОВ В ПЛАЗМЕ ИМПУЛЬСНОГО КОНДЕНСАТОРНОГО РАЗРЯДА И ИХ СВОЙСТВА
4.1. Получение УДП железа и молибдена в импульсной плазме и их свойства
4.2. Получения УДП карбидов титана, кремния и бора в импульсной
плазме и их свойства.
4.2.1. Получение УД карбида титана .
4.2.2. Получение УДП карбида бора
4.2.3. Получение УДП карбида кремния.
ГЛАВА 5. ПОЛУЧЕНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНИХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОРОШКОВ В ПЛАЗМЕ ИМПУЛЬСНОГО КОНДЕНСАТОРНОГО РАЗРЯДА, ИХ СВОЙСТВА. .
5.1. Получение в импульсной плазме и свойства ультрадисперсного композиционного порошка i
5.2. Получение в импульсной плазме и свойства ультрадисперсного композиционного порошка i
5.3. Получение и свойства ультрадиспсрсного порошка сплава железо
кобальт
ГЛАВА 6. ВОЗМОЖНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УДП, ПОЛУЧЕННЫХ В
ИМПУЛЬСНОЙ ПЛАЗМЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


На основе вышеизложенною, можно утверждать, что НВКР является эффективным способом генерирования низкотемпературной плазмы с энергетическими характеристиками в ряде случаев, превышающими аналогичные для плазменных потоков, генерируемых стационарными видами разрядов. В условиях импульсной плазмы могут бьпь реализованы скорости закалки высокотемпературных состояний К Кс, недостижимые на плазменных установках без применения специальных закалочных устройств. При использовании ИВКР для генерирования плазмы и последующего ее использования в процессах получения и обработки материалов, конструирования плазменных реакторов необходимо знание пространственновременных характеристик импульсного разряда. Информация о них может быть получена с использованием довольно сложных экспериментальных методик и расчетных методов. Особенности формирования и развития импульсных разрядов в газовых средах, содержащих дисперсные частицы. Наличие дисперсной фазы существенным образом влияет на формирование и развитие импульсных разрядов в газах. В первую очередь наличие частиц в газе, как из проводящего материала, так и из диэлектрика оказывает влияние ни диэлектрическую прочность газоразрядного промежутка. Она уменьшается. К такому выводу прийти многие авторы, изучающие пробой 1азодисиерсных сред, в частности, , , . Снижение пробивною напряжения тем больше, чем выше линейная плотность частип по направлению вектора напряженности электрического поля. Наблюдаемый эффект связан с локальным усилением поля в мсжчастичных промежутках. Экспериментальные исследования зависимости пробивного напряжения от электрофизических свойств материала частиц , показывают, что в газовых средах, содержащих проводящие электрический ток частицы, при достаточно большой их концогтрации происходит протекание тока по цепочкам проводимости уже в очень слабых электрических полях. Однако, при этом отмечено, что удельное электрическое сопротивление потока на несколько порядков превышает удельное электрические сопротивление компактного материала. Этот экспериментальный факт, а также зависимости электропроводности газодисперсных сред от концентрации частиц, скорости движения газа позволяют сделать вывод, что основной вклад в удельное электрические сопротивление газодиспсрсных сред вносит сопротивление контактов между частицами. Полученные другими авторами результаты подтверждаются и нашими исследованиями по определению напряжения пробоя мсжэлскгродных промежутков, заполненных газодисперсным потоком. Зависимости пробивной напряженности, определенной как
Е 1. Здесь Е напряженность электрического поля. Вм и напряжемте пробоя. В го наружный радиус электрода, м Я расстояние от оси до стенки корпуса реактора. С возрастанием проводимости частиц в газодисперсном потоке напряженность электрического поля в момент пробоя уменьшается. Формирование импульсных разрядов при их развитии в газодисперсных средах и жидкостях, содержащих взвешенные частицы проводящих и непроводящих электрический ток материалов , , , происходит путем прорастания стримера по мсжчастичным промежуткам. Причем в присутствии проводящих частиц стример замыкается на них, а непроводящие частицы ш ибает. Однако, надо иметь в виду, что наличие кон тактных цепочек проводимости в газодисперсных средах при высокой концентрации в них частиц из проводящего электрический ток материала делает возможным и другие пути формирования импульсных дуг. В частности, по механизму, аналогичному механизму взрывающегося проводника, когда цепочка проводимости, выполняя роль проволочки, замыкающей электрода, взрывается под воздействием выделившейся импульсной энергии с образованием токопроводящего плазменного канала. Условием реализации такою случая является введение в газодисиерсный поток энергии, достаточной для взрыва цепочки проводимости. Возможен и другой механизм формирования импульсных дуг в газодисперсной среде с повышенной концентрацией частиц проводящего материала. Здесь может возникнуть множество импульсных дут, замыкающих не весь разрядный промежуток, а лишь промежутки между частицами в местах разрыва контактных цепочек.