Наукові роботи. Навчально-науковий інститут "Фізико-технічний факультет"
Постійне посилання колекціїhttps://ekhnuir.karazin.ua/handle/123456789/1172
Переглянути
8 результатів
Результати пошуку
Документ Экспериментальное исследование режимов горения и контракции тлеющего разряда в CF4(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна. V.N. Karazin Kharkiv National University, 2012) Лисовский, В.А.; Пелюстка, О.И.; Коваль, В.А.; Lisovskiy, V.A.; Pelustka, O.I.; Koval, V.A.В этой работе экспериментально исследованы диффузный и контрагированный режимы тлеющего разряда постоянного тока в CF4. Найдено, что при фиксированном давлении газа область существования контрагированного режима при узких зазорах между электродами имеет неоднозначный характер. Контрагированный шнур появляется в стратифицированном положительном столбе с ростом разрядного тока. Однако в узких зазорах между электродами дальнейшее повышение разрядного тока может привести к уменьшению длины положительного столба (с одновременным значительным расширением отрицательного свечения), и контракция исчезает. В случае длинных разрядных промежутков увеличение тока не приводит к исчезновению контракции. У цій роботі експериментально досліджено дифузний та контрагований режими тліючого розряду постійного струму в CF4. Знайдено, що при фіксованому тиску газу область існування контрагованого режиму обмежена з боку вузьких зазорів між електродами, ця межа має неоднозначний характер. Контрагований шнур з'являється в стратифікованому позитивному стовпі зі зростанням розрядного струму. Однак у вузьких зазорах між електродами подальше підвищення розрядного струму призводить до зменшення довжини позитивного стовпа (з одночасним значним розширенням негативного світіння), і контракція зникає. У випадку довгих розрядних проміжків збільшення струму не призводить до зникнення контракції. This paper studies in experiment the diffuse and contracted modes of dc glow discharge in CF4. The existence region for the contracted mode with pressure unchanged is found to be limited from the small inter-electrode gap side, this boundary being multi-valued. A contracted column establishes in a stratified positive column with current increasing and inter-electrode gap or gas pressure fixed. However with subsequent current increase the length of the positive column decreases (with simultaneous considerable expansion of the negative glow), and contraction vanishes. At longer inter-electrode gap the current increase does not lead to contraction vanishing.Документ Режимы горения продольного комбинированного разряда в азоте низкого давления(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2007) Лисовский, В.А.; Харченко, Н.Д.В работе исследованы режимы горения разряда низкого давления в комбинированном (ВЧ + постоянном электрическом) поле. Предложено различать три режима продольного комбинированного разряда (ВЧ и постоянное напряжения прикладывались к одним и тем же электродам): 1) несамостоятельный ВЧ разряд, возмущенный постоянным электрическим полем, 2) комбинированный разряд, 3) несамостоятельный разряд постоянного тока, возмущенный ВЧ электрическим полем. Определены условия существования этих режимов. Показано, что диапазон параметров, в котором первый режим комбинированного разряда может быть погашен повышением постоянного напряжения, ограничен со стороны низких давлений кривой потухания ВЧ разряда, а также кривой перехода комбинированного разряда из первого режима во второй. Аналитически получено соотношение между толщинами “катодного” и “анодного” приэлектродных слоев для первого режима, которое хорошо согласуется с экспериментальными данными. The modes of low pressure combined (RF + DC) gas discharge were studied in this work. Longitudinal combined discharge (RF and DC voltages were applied to the same electrodes) can exist in three modes: 1) unself-sustained RF discharge, disturbed with DC electrical field, 2) combined discharge, 3) unself-sustained DC discharge, disturbed with RF electrical field. Conditions of existance of these modes were determined. The parameter range in which combined discharge burning in the first mode can be extinguished by increasing of DC voltage is limited in the low-pressure side with the extinction curve and the curve of the transition of combined discharge from the first mode to the second one. Relation between thicknesses of the “cathode” and “anode” layers was analytically obtained which agrees to the experimental results.Документ Зажигание разряда низкого давления в комбинированных электрических полях(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2009) Харченко, Н.Д.; Лисовский, В.А.В данной работе по аналогии трем режимам существования продольного комбинированного разряда предложено разделить зажигание разряда при одновременном наложении постоянного и высокочастотного электрических полей на три режима: 1) зажигание высокочастотного разряда (ВЧ), возмущенное постоянным электрическим полем; 2) зажигание в комбинированных полях; 3) зажигание разряда постоянного тока, возмущенное ВЧ электрическим полем. Показано, что наложение постоянного напряжения одновременно с высокочастотным сначала увеличивает ВЧ напряжение зажигания, по сравнению с самостоятельным ВЧ разрядом. Однако при достаточно больших постоянных напряжениях ВЧ напряжение зажигания комбинированного разряда уменьшается с увеличением постоянного напряжения и достигает нуля, когда зажигается самостоятельный разряд постоянного тока. Изучено влияние ВЧ напряжения на зажигание разряда постоянного тока. При наложении ВЧ напряжения большего, чем минимальное напряжение зажигания самостоятельного ВЧ разряда, кривая зависимости постоянного напряжения зажигания комбинированного разряда от давления газа состоит из двух частей. In this work by analogy to the three modes of the combined (RF+DC) discharges existence, we distinguish the ignition of the combined discharges also in three modes: 1) RF breakdown perturbed by the DC electric field, 2) breakdown in the combined field, 3) DC breakdown perturbed by the RF electric field. It is shown that application of the DC voltage combined with the RF first increases the RF breakdown voltage compared to the breakdown voltage of self-sustained RF discharge. However at sufficiently high DC voltages the DC field starts to contribute to the ionization of gas molecules, RF breakdown voltage goes down with the increasing of the DC voltage applied to the combined discharge and equals to zero, when the self-sustained DC discharge ignites. The DC breakdown curve, influenced by the RF voltages higher than the minimum RF breakdown voltage Urf.min, consists of two parts. В цій роботі аналогічно трьом режимам існування поздовжнього комбінованого розряду запропоновано розділити запалювання розряду при одночасному прикладенні постійного та високочастотного електричних полів на три режими: 1) запалювання високочастотного розряду (ВЧ), збурене постійним електричним полем; 2) запалювання в комбінованих полях; 3) запалювання розряду постійного струму, збурене ВЧ електричним полем. Показано, що прикладення постійної напруги одночасно з ВЧ спочатку збільшує ВЧ напругу запалення, у порівнянні з самостійним ВЧ розрядом Однак, при достатньо великих значеннях постійної напруги, ВЧ напруга запалювання комбінованого розряду зменшується зі зростанням постійної напруги та досягає нульового значення, коли запалюється самостійний розряд постійного струму. Вивчено вплив ВЧ напруги на запалювання розряду постійного струму. Якщо прикладати ВЧ напругу більшу, ніж мінімальна напруга запалювання самостійного ВЧ розряду, крива залежності постійної напруги запалювання комбінованого розряду від тиску газу складається з двох частин.Документ Нормальный режим продольного комбинированного разряда в газах низкого давления(Харкiвський нацiональний унiверситет iм. В.Н. Каразiна, 2010) Лисовский, В.А.; Харченко, Н.Д.Данная работа посвящена изучению нормального режима продольного комбинированного разряда, когда ВЧ и постоянное напряжения прикладываются к одним и тем же электродам. Ранее нами было показано, что продольный комбинированный разряд может гореть в трех различных режимах. В настоящей работе получено, что в третьем режиме (разряд постоянного тока, возмущенный ВЧ напряжением) комбинированного разряда добавление ВЧ напряжения практически не влияет на величину постоянного тока разряда и площадь, занимаемую разрядным пятном на катоде. Однако после перехода во второй режим с ростом ВЧ напряжения наблюдается быстрый рост постоянного тока и расширение разрядного пятна. Показано, что в нормальном комбинированном разряде, как и в разряде постоянного тока, существует переходная область давлений, в которой j/p2 уменьшается с ростом разрядного тока. Экспериментально исследованы радиальные профили плотности тока продольного комбинированного разряда в нормальном и аномальном режимах, аксиальные профили свечения разряда, проведено моделирование при помощи программы Oopic Pro. Показано, что как для нормального, так и аномального комбинированного разряда характерны три режима горения, а также наличие двух пиков интенсивности свечения вблизи «анода», которые формируются во втором режиме. This work is devoted to investigation of a normal longitudinal combined discharge when DC and RF voltages are applied to the same electrodes. Previously it was shown that longitudinal combined discharge can burn in three possible modes. In this work it is shown that when we apply the RF voltage to the combined discharge burning in the third mode (DC discharge perturbed by the RF electric field) there is almost no influence on the DC current magnitude and the area occupied by the discharge spot at the “cathode”. However after transition to the second mode with the RF voltage growth, a fast increase of the DC current and broadening of the discharge spot is observed. It is shown that in the normal combined discharge as well as in the DC discharge, a transition pressure range exists, where j/p2 is not the constant value but decreases with the discharge current increase. The radial profiles of the discharge current density in normal and abnormal modes of longitudinal combined discharge and the axial profiles of the discharge were experimentally investigated, and modeling of the combined discharge using program Oopic Pro was made. It is shown that both normal and abnormal combined discharges can burn in three modes, and have two peaks of the glow intensity near the “anode” which are formed in the second mode. Цю роботу присвячено вивченню нормального режиму поздовжнього комбінованого розряду, коли ВЧ та постійна напруги прикладені до одних і тих самих електродів. Раніше нами було показано, що поздовжній комбінований розряд може існувати в трьох різних режимах. У цій роботі знайдено, що у третьому режимі (розряд постійного струму, збурений ВЧ напругою) комбінованого розряду додавання ВЧ напруги практично не впливає на величину постійного струму розряду та площу, яку займає розрядна пляма на катоді. Однак після переходу у другий режим із збільшенням ВЧ напруги спостерігається швидке підвищення постійного струму та розширення розрядної плями. Показано, що в нормальному комбінованому розряді, як і в розряді постійного струму, існує перехідна область тиску, у якій j/p2 зменшується із зростанням розрядного струму. Експериментально досліджені радіальні профілі густини струму поздовжнього комбінованого розряду в нормальному та аномальному режимах, аксіальні профілі світіння розряду, проведено моделювання за допомогою програми Oopic Pro. Показано, що як для нормального, так і аномального комбінованого розряду характерні три режими горіння, а також наявність двох піків інтенсивності світіння біля «аноду», які формуються у другому режиміДокумент Моделирование зажигания разряда низкого давления в комбинированных электрических полях(Харьковский национальный университет, 2010) Лисовский, В.А.; Харченко, Н.Д.В работе измерены кривые зажигания продольного комбинированного разряда в аргоне в разрядной камере с расстоянием между электродами L = 32 мм. Также получен аналитический критерий пробоя газа в комбинированном поле при произвольных величинах ВЧ и постоянного электрических напряжений. Данный критерий учитывает ионизацию молекул газа при одновременном наложении высокочастотного и постоянного электрических полей, продольную и поперечную диффузии электронов, дрейфовое движение электронов и ионов, а также ион-электронную эмиссию с поверхности катода. Полученный критерий пробоя позволяет исследовать как влияние высокочастотного поля на пробой газа в постоянном электрическом поле, так и влияние постоянного поля на ВЧ пробой газа. Кривые зажигания продольного комбинированного разряда, предсказанные с помощью данного критерия пробоя газа, хорошо согласуются с экспериментальными данными. В роботі проведено вимірювання кривих запалювання поздовжнього комбінованого розряду в аргоні у розрядній камері з відстанню між електродами L = 32 мм. Також отримано аналітичний критерій пробою газу в комбінованому полі при довільних значеннях величин високочастотної (ВЧ) та постійної електричних напруг. Цей критерій враховує іонізацію молекул газу при одночасному прикладенні високочастотного та постійного електричних полів, поздовжню та поперечну дифузії електронів, дрейфовий рух електронів та іонів, а також іон-електронну емісію з поверхні катоду. Отриманий критерій пробою дозволяє досліджувати як вплив високочастотного поля на пробій газу в постійному електричному полі, так і вплив постійної напруги на ВЧ пробій газу. Криві запалювання поздовжнього комбінованого розряду, передбачені за допомогою цього критерію пробою газу, добре співпадають з експериментальними даними. In this work measurements of the longitudinal combined discharge breakdown curves in the discharge chamber with a distance between the electrodes L = 32 mm were carried out. We also obtained an analytical gas breakdown criterion in the combined electric field with variable magnitudes of the RF and DC voltages. This criterion takes into account gas molecules ionization with the application of the RF and the DC electric fields at the same time, longitudinal and transverse electron diffusion, drift electrons and ions motion and ion induced electron emission from the cathode surface. The obtained criterion lets us investigate as the influence of the RF field to the DC breakdown as the influence of the DC field to the RF breakdown. The breakdown curves of the longitudinal combined discharge predicted by this criterion are in a good agreement with the experimental data.Документ Экспериментальное исследование затрудненного тлеющего разряда постоянного тока в азоте(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2010) Лисовский, В.А.; Кравченко, Е.А.; Скубенко, Е.В.В настоящей работе экспериментально исследованы затрудненный и аномальный режимы горения тлеющего разряда постоянного тока в азоте, а также переход между ними. Показано, что затрудненный разряд может наблюдаться только при условиях, соответствующих левой ветви кривой Пашена. Получено, что тлеющий разряд постоянного тока в исследованном диапазоне давлений азота имеет S-образную вольт-амперную характеристику (затрудненный и аномальный режимы горения имеют растущие вольт-амперные характеристики, однако, переход между ними сопровождается ростом разрядного тока при понижении напряжения на электродах). Обнаружено, что переход из затрудненного в аномальный режим сопровождается низкочастотными релаксационными колебаниями разрядного тока в килогерцовом диапазоне. Эти колебания вызваны, по-видимому, формированием и распадом вблизи анода отрицательного свечения. У цій роботі експериментально досліджені затруднений та аномальний режими горіння тліючого розряду постійного струму в нітрогені, а також перехід між ними. Показано, що затруднений розряд може спостерігатися тільки за умов, які відповідають лівій вітці кривої Пашена. Отримано, що тліючий розряд постійного струму в дослідженому діапазоні тиску нітрогену має S-образну вольт-амперну характеристику (затруднений та аномальний режими горіння мають вольт-амперні характеристики, які збільшуються, однак, перехід між ними супроводжується зростанням розрядного струму при зниженні напруги на електродах). Виявлено, що перехід із затрудненого в аномальний режим супроводжується низкочастотними релаксаційними коливаннями розрядного струму в кілогерцовому діапазоні. Ці коливання спричиненні, мабуть, формуванням та розпадом поблизу аноду негативного світіння. Низкочастотні коливання спостерігаються в обмеженому діапазоні тиску нітрогену та розрядного струму. Із зростанням тиску газу частота коливань знижується. This paper studies in experiment the obstructed and abnormal modes of dc glow discharge in nitrogen as well as the transition between them. The paper reports the observation of the obstructed discharge only under conditions corresponding to the left-hand branch of Paschen curve. The dc glow discharge in the nitrogen pressure range studied was shown to possess an S-shaped current-voltage characteristics (obstructed and abnormal burning modes possess growing CVCs but the transition between them was accompanied by the discharge current growth with voltage drop across the electrodes lowering). The transition from the obstructed mode to the abnormal is shown to be accompanied by low-frequency relaxation oscillations of the discharge current in a kilohertz range. These oscillations are probably due to the negative glow forming and decaying near the anode. They are observed in a limited nitrogen pressure and current ranges. With the gas pressure increasing the oscillation frequency decreases.Документ Экспериментальное исследование зажигания и горения разряда постоянного тока при различных диаметрах анода(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2010) Лисовский, В.А.; Скубенко, Е.В.; Кравченко, Е.А.В данной работе исследовано влияние диаметра анода на зажигание и вольт-амперные характеристики тлеющего разряда постоянного тока. Показано, что уменьшение диаметра анода приводит к смещению кривых зажигания в область более высоких давлений газа и пробойных напряжений. Такое поведение кривых зажигания связано, по-видимому, с увеличением площади диэлектрических стенок и потерь заряженных частиц вследствие диффузии при небольших диаметрах анода. Показано, что при уменьшении диаметра анода повышается напряжение погасания разряда. Получено, что разрядный ток растет медленнее с повышением напряжения на электродах для анодов малого диаметра. В нормальном режиме горения для небольших анодов уменьшение разрядного тока сопровождается значительным повышением напряжения на электродах. Вблизи малого анода наблюдается яркое анодное свечение во всем исследованном диапазоне давлений газа, что указывает на наличие большого положительного падения напряжения на анодном слое. У цій роботі було досліджено вплив діаметра аноду на запалювання та вольт-амперні характеристики тліючого розряду постійного струму. Показано, що зменшення діаметра аноду призводить до зсуву кривих запалюваня в область більш високого тиску газу і пробійних напруг. Така поведінка кривих запалювання пов’язана, мабуть, із збільшенням площі діелектричних стінок та втрат заряджених частинок внаслідок дифузії при невеликих діаметрах аноду. Показано, що при зменшенні діаметра аноду збільшується напруга згасання розряду. Отримано, що розрядний струм зростає повільніше із збільшенням напруги на електродах для анодів малого діаметру. У нормальному режимі горіння для невеликих анодів зменшення розрядного струму супроводжується значним збільшенням напруги на електродах. Це пов’язано, мабуть, із збільшеними втратами заряджених частинок внаслідок амбіполярної дифузії із-за звуження розрядного шнуру при русі електронів до аноду маленького діаметру. Показано, що поблизу малого аноду спостерігається яскраве анодне світіння у всьому дослідженому діапазоні тиску газу, що вказує на наявність великої позитивної напруги на анодному шарі. This paper studies how an anode diameter value affects ignition and CVC of the dc glow discharge. The decrease in anode diameter is shown to cause a shift of ignition curves to higher gas pressure and breakdown voltage values. Probably this behavior of breakdown curves is associated with the increase of the dielectric wall area and charged particle loss due to diffusion with moderate anode diameter values. Decreasing the anode diameter is shown to increase the discharge extinction voltage. The discharge current is found to grow slower with the voltage across the electrodes increasing for small anode diameter values. In the normal mode of burning for moderate anodes the decrease in the discharge current is accompanied with a considerable increase of the voltage across the electrodes. Probably it is associated with an enhanced escape of charged particles due to ambipolar diffusion caused by discharge column narrowing when electrons are moving to the anode of small diameter. A bright anode glow is found to be present around the small anode in the total range of gas pressure under study, thus indicating the availability of a large positive voltage drop across the anode sheath.Документ Модифицированный закон Пашена для зажигания разряда постоянного тока(Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України, 2008) Лисовский, В.А.Экспериментально исследован пробой газа в однородном постоянном электрическом поле. Найдено, что с увеличением расстояния между электродами кривые зажигания Udc(pL) смещаются в область более высоких напряжений пробоя Udc и бМльших значений произведения давления газа на межэлектродное расстояние pL. При этом минимумы кривых зажигания лежат на одной прямой. На основании проведенных экспериментов показано, что обычный закон Пашена выполняется для коротких разрядных трубок, у которых отношение межэлектродного промежутка к радиусу трубки L/R ≤1. Для больших значений L/R нужно пользоваться модифицированным законом Udc = f (pL, L/R). Эксперименты выполнены в цилиндрической разрядной камере с L/R ≤9. Експериментально досліджено пробій газу в сталому електричному полі. Знайдено, що при збільшенні відстані між електродами криві запалювання Udc(pL) зсуваються в область більш високих напруг пробою Udc та більших значень добутку тиску газу на відстань між електродами pL. При цьому мінімуми кривих запалювання лежать на одній прямій. На базі виконаних експериментів показано, що звичайний закон Пашена виконується для коротких розрядних трубок, для яких відношення відстані між електродами до радіуса трубки L/R ≤1. Для більших значень L/R потрібно використовувати модифікований закон Udc = f (pL, L/R). Експерименти виконано в циліндричній розрядній камері з L/R ≤9. This paper is devoted to studying the breakdown of low-pressure DC glow discharge. A modified Paschen’s law for gas breakdown in uniform direct current electric fields is experimentally confirmed: the breakdown voltage is the function of the product of the interelectrode gap and the gas pressure, as well as the ratio of interelectrode gap to electrode diameter Udc = f (pL, L/R). It is shown that conventional Paschen’s law Udc = f (pL) is valid for tubes, in which a ratio of interelectrode gap to electrodes diameter less than one. The experiments were carried out in the cylindrical discharge tube with L/R ≤9.