Динамика положительного столба разряда атмосферного давления в потоке аргона с током до 1 А

д.т.н. Е.М. Окс, д.т.н. Г.Ю. Юшков, к.т.н. К.П. Савкин

В результате скоростной съёмки и быстродействующей оптической спектроскопии выявлено, что локализация положительного столба каждого последующего импульса разряда практически повторяет локализацию в предшествующем импульсе, что является следствием присутствия остаточной плазмы, способствующей пробою разрядного промежутка и развитию токового канала практически в том же месте, а не в области кратчайшего расстояния между катодом и анодом. Скорость изменения протяженности положительного столба, которая составила 4±0.5 м/с, что соответствует скорости истечения газовой струи (рис. 1, а).

Функция интегрального свечения, полученная в результате суммирования всех монохроматических составляющих излучения частиц вида Ar I, Ar II, N₂, N₂⁺ и OH от времени, практически полностью определяется излучением атомов Ar I. Анализ этой зависимости на фоне осциллограммы импульса тока разряда позволяет оценить динамику оптического излучения плазмы положительного столба разряда атмосферного давления (рис. 1, б).

Практическим аспектом полученных результатов является реализация простого устройства, в отношении конструктивного исполнения и условий электропитания, способного конкурировать с барьерным разрядом и СВЧ-факельным разрядом в технологиях обработки поверхности.

Рис. 1. Зависимость длины токового канала от времени (а); осциллограммы интегрального испускания положительного столба разряда и ток разряда (б).

Публикации

1. Savkin K.P., Oks E.M., Sorokin D.A, Yushkov A.Yu., Yushkov G.Yu., Sintsov S.V., Vodopyanov A.V., “Positive column dynamics of a low-current atmospheric pressure discharge in flowing argon” // Plasma Sources Science and Technology. 2022. – V 31 , - №1. – P. 015009. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ac309a

Результат получен в рамках Гос. Задания, тема ФНИ: «Генерация пучков заряженных частиц и потоков низкотемпературной плазмы на основе дугового и тлеющего разрядов, в том числев экстремальных условиях функционирования, для пучково-плазменной модификации материалов» № 0291-2019-0006 (FWRM-2019-0006).

Приоритетное направление

1.3.4.2. Физика низкотемпературной плазмы

Результат получен сотрудниками ЛПИ