Том 33, номер 03, статья № 8

Аннотация:

Представлены результаты разработки комплекса для проведения высокоскоростной визуально-оптической диагностики процессов плазмохимического синтеза в смесях порошков, инициируемых СВЧ-излучением гиротрона. Комплекс предусматривает получение не только изображений процессов в реакторе, но и спектра возникающего излучения. Комплекс включает в себя видеокамеры, спектрометры, систему синхронизации и предполагает возможность установки системы активной фильтрации на основе активных сред на парах металлов. Также приведены результаты визуализации процесса синтеза различных керамических микро- и наночастиц. Показано, что использование временной фильтрации оптических изображений не позволяет полностью подавить влияние фонового излучения.

Ключевые слова:

визуализация, лазерный монитор, высокотемпературный синтез, плазмохимический реактор, гиротрон

Список литературы:

1. Семенов Н.Н. Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения. М.: Знание, 1969. 95 с.
2. Tavadze G.F., Shteinberg A.S., Rusanova M. Production of Advanced Materials by Methods of Self-propagating High-temperature Synthesis. Heidelberg; New York: Springer, 2013. 156 p.
3. Boron Science: New Technologies and Applications / ed. N.S. Hosmane. Boca Raton: CRC Press, 2012. 850 p.
4. Thostenson E.T., Chou T.-W. Microwave processing: Fundamentals and applications // Composites, Part A. 1999. V. 30, N 9. P. 1055–1071.
5. Ивановский А.Л. Неуглеродные нанотрубки: синтез и моделирование // Успехи химии. 2002. Т. 71, № 3. С. 203–224.
6. Batanov G.M., Borzosekov V.D., Golberg D., Iskhakova L.D., Kolik L.V., Konchekov E.M., Kharchev N.K., Letunov A.A., Malakhov D.V., Milovich F.O., Obraztsova E.A., Petrov A.E., Ryabikina I.G., Sarksian K.A., Stepakhin V.D., Skvortsova N.N. Microwave method for synthesis of micro- and nanostructures with controllable composition during gyrotron discharge // J. Nanophotonics. 2016. V. 10, N 1. P. 012520.
7. Akhmadullina N.S., Skvortsova N.N., Obraztsova E.A., Stepakhin V.D., Konchekov E.M., Letunov A.A., Konovalov A.A., Kargin Y.F., Shishilov O.N. Plasma-chemical processes under high-power gyrotron’s discharge in the mixtures of metal and dielectric powders // Chem. Phys. 2019. V. 516. P. 63–70.
8. Кузнецов А.П., Бужинский Р.О., Губский К.Л., Савелов А.С., Саранцев С.А., Терехин А.Н. Визуализация плазмоиндуцированных процессов проекционной системой с усилителем яркости на основе лазера на парах меди // Физика плазмы. 2010. T. 36, № 5. C. 463–472.
9. Trigub M.V., Platonov V.V., Osipov V.V., Evtushenko T.G., Evtushenko G.S. Laser monitors for high speed imaging of materials modification and production // Vacuum. 2017. V. 143. P. 486–490.
10. Летунов А.А., Скворцова Н.Н., Рябикина И.Г., Батанов Г.М., Борзосеков В.Д., Колик Л.В., Кончеков Е.М., Малахов Д.В., Петров А.Е., Сарксян К.А., Степахин В.Д., Харчев Н.К. Эволюция температуры и свечения в импульсном микроволновом разряде в порошках молибден-бор // Инженерная физика. 2013. № 10. P. 36–43.
11. Handbook of Laser Technology and Applications / ed. C.E. Webb, J.D.C. Jones. Bristol, Philadelphia: Institute of Physics, 2004. 2 p.
12. Тригуб М.В., Платонов В.В., Федоров К.В., Евтушенко Г.С., Осипов В.В. CuBr-лазер в задачах визуализации процессов получения наноматериалов // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 3. С. 249–253; Trigub M.V., Platonov V.V., Fedorov K.V., Evtushenko G.S., Osipov V.V. CuBr laser for nanopowder production visualization // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 4. P. 376–380.
13. Абрамов Д.В., Ареклян С.М., Галкин А.Ф., Квачева Л.Д., Климовский И.И., Кононов М.А., Михалицын Л.А., Кучерик А.О., Прокошев В.Г., Савранский В.Г. Плавление углерода, нагреваемого сконцентрированным лазерным излучением в воздухе при атмосферном давлении и температуре, не превышающей 4000 К // Письма в ЖЭТФ. 2006. Т. 84, № 5. С. 315.
14. Evtushenko G.S., Trigub M.V., Gubarev F.A., Evtushenko T.G., Torgaev S.N., Shiyanov D.V. Laser monitor for non-destructive testing of materials and processes shielded by intensive background lighting // Rev. Sci. Instrum. 2014. V. 85, N 3. P. 033111.
15. Димаки В.А., Соковиков В.Г., Торгаев С.Н., Тригуб М.В., Троицкий В.О., Шиянов Д.В. Лазеры на парах металлов // Оптика атмосф. и океана. 2019. T. 32, № 9. P. 741–752; Dimaki V.A., Sokovikov V.G., Torgaev S.N., Trigub M.V., Troitskii V.O., Shiyanov D. Metal vapor lasers // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 1. P. 69–79.
16. Kharchev N.K., Batanov G.M., Kolik L.V., Malakhov D.V., Petrov A.Y., Sarksyan K.A., Skvortsova N.N., Stepakhin V.D., Belousov V.I., Malygin S.A., Tai Y.M. Optimization of operation of a three-electrode gyrotron with the use of a flow-type calorimeter // Rev. Sci. Instrum. 2013. V. 84, N 1. P. 013507.
17. Batanov G.M., Berezhetskaya N.K., Borzosekov V.D., Iskhakova L.D., Kharchev N.K., Kolik L.V., Konchekov E.M., Letunov A.A., Malakhov D.V., Obraztsova E.A., Obraztsova E.D., Petrov A.E., Sarksian K.A., Skvortsova N.N., Stepakhin V.D., Vasileva E.A., Zolotukhin A.A. Boron nitride and titanium diboride synthesis initiated by microwave discharge in Ti–B powder mixture in nitrogen atmosphere // J. Nanoelectron. Optoelectron. 2013. V. 8, N 1. P. 58–66.
18. Тригуб М.В., Торгаев С.Н., Евтушенко Г.С., Троицкий В.О., Шиянов Д.В. Бистатический лазерный монитор // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42, вып. 12. С. 51–56.