Особенности формы завершенного скользящего разряда в диапазоне давлений от 10 до 30 торр Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ

ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ

18-20 октября 2022 г

Особенности формы завершенного скользящего разряда в диапазоне давлений от 10 до 30 торр

Грудиев Е.И.

Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук», Москва Е-mail: gnarus08@yandex. ru

Скользящий по поверхности диэлектрика разряд нашел широкое применение в плазмохимии, в организации воспламенения и горения, предыонизации лазерных смесей, а также актуален в задачах разработки плазменных актуаторов. Исследования в области использования скользящего разряда лежат преимущественно области давлений порядка 1 атм и выше. Однако интерес могут представлять также и характеристики разряда в диапазоне давлений 10-30 торр, которые освещены недостаточно подробно [1].

Проведены исследования особенностей изменения формы сильноточного плазменного канала на поверхности диэлектрика толщиной 1,5 мм (сапфир) при варьировании внешних условий: давления рабочего газа (воздух) и напряжения (до 12 кВ). Частота следования импульсов питания 200 Гц. Ширина инициирующего электрода 5 мм. Длина межэлектродного промежутка 6 см.

Рис. 1. Схема электродов. 1 — инициирующий электрод, 2 — заземленный электрод, 3 — твердый диэлектрик (сапфир).

В диапазоне давлений от 10 до 30 торр получены пороговые характеристики зажигания сильноточного поверхностного разряда. Показано, что время замыкания электродов изменяется случайным образом от импульса к импульсу в пределах от нескольких микросекунд до десятков микросекунд.

При давлении 10-15 торр поверхностный разряд при напряжении от 5 до 7 кВ переходит в дугу. При давлениях >15 торр при увеличении напряжения полного перехода поверхностного

DOI: 10.24412/cl-35673-2022-1-103-104

1

3

3

г;одьГуеч1= физика плазмы и плазменные технологии

разряда в дуговую форму не происходит. Осуществляется режим, при котором часть разряда распространяется по поверхности диэлектрика, а в центральной области разряда образуется дуга малого размера. При дальнейшем увеличении напряжения до 8 кВ и выше разряд снова переходит в поверхностную форму. Следует отметить, что в каждом из приведенных режимов обеспечивается стабильная повторяемость разряда.

Рис. 2. Режимы разряда при давлении 16 торр: а) 5.5 кВ, б) 6.5 кВ, в) 7.5 кВ, г) 8 кВ. Частота 200 Гц. Экспозиция 1/400 с.

Отличные от приведённых выше результатов исследовались в работе [2] в случае, когда форма разряда изменялась с увеличением частоты. Увеличивая частоту в пределах до 1 кГц, возможно добиться перехода в дугу обеих форм разряда.

Автор выражает благодарность научному руководителю д.ф.-м.н. Кузьмину Г.П., д.т.н. Минаеву И.М. и н.с. Тихоневичу О.В. за помощь в проведении экспериментов и полезные обсуждения.

1. Andreev S.I., Zobov E.A. et al. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 1980, 1, 111-115.

2. Grudiev E.I. Прохоровские недели. Тезисы докладов. 2021, 79-81.