Исследование струи, возникающей при распылении электродов в дуговом разряде при различных токах разряда | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 85. DOI: 10.17223/19988621/85/4

Исследование струи, возникающей при распылении электродов в дуговом разряде при различных токах разряда

Работа посвящена экспериментальным и теоретическим исследованиям распыления электродов в дуговом разряде. При моделировании формирующейся струи учитываются процессы в плазме дуги, распространение струи, перенос частиц струей и их ионизация. Экспериментально установлено, что увеличение тока разряда приводит к увеличению концентрации фуллеренов и графитовых структур в саже. На основе данных моделирования показано, что данный эффект обусловлен более длительным временем пребывания растущих частиц углерода в высокотемпературной зоне (1 000-2 800 К). Авторы благодарят ЦКП ВТАН НГУ за проведение измерений на научном оборудовании.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 7

Ключевые слова

дуговой разряд, напыление, графитовые структуры, углеродные материалы

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Андрющенко Владимир Андреевич	Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН	кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории синтеза новых материалов	vladimir.andryushchenko@gmail.com
Бойко Евгений Викторович	Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН	младший научный сотрудник лаборатории синтеза новых материалов	renboyko@gmail.com
Сахапов Салават Зинфирович	Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН	кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории синтеза новых материалов	sakhapov@gmail.com
Скирда Михаил Сергеевич	Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН	инженер лаборатории синтеза новых материалов	lab42_04@itp.nsc.ru
Смовж Дмитрий Владимирович	Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН	кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией синтеза новых материалов	dsmovzh@gmail.com

Всего: 5

Ссылки

Keidar M. Factors affecting synthesis of single wall carbon nanotubes in arc discharge // Journal of Physics D: Applied Physics. 2007. V. 40 (8). P. 2388-2393.

Ando Y., Zhao X., Hirahara K., Suenaga K., Bandow S., Iijima S. Mass production of single-wall carbon nanotubes by the arc plasma jet method // Chemical Physics Letters. 2000. V. 323 (5-6). P. 580-585.

Scott J.H.J., Majetich S.A. Morphology, structure, and growth of nanoparticles produced in a carbon arc // Physical Review B. 1995. V. 52 (17). P. 12564-12571. 10.1103/Phys RevB.52.12564.

Мальцев В.А., Новопашин С.А., Нерушев О.А., Сахапов С.З., Смовж Д.В. Синтез метал лических наночастиц на углеродной матрице // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2, № 5-6. С. 85-89.

Farhat S., Scott C.D. Review of the arc process modeling for fullerene and nanotube produc tion // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. 2006. V. 6 (5). P. 1189-1210.

Lefort A., Parizet M.J., El-Fassi S.E., Abbaoui M. Erosion of graphite electrodes // Journal of Physics D: Applied Physics. 1993. V. 26 (8). P. 1239-1243.

Bilodeau J.F., Pousse J., Gleizes A. A mathematical model of the carbon arc reactor for fullerene synthesis // Plasma chemistry and plasma processing. 1998. V. 18 (2). P. 285-303. :1021658717860.

Hinkov I., Farhat S., Scott C.D. Influence of the gas pressure on single-wall carbon nanotube formation // Carbon. 2005. V. 43 (12). P. 2453-2462.

Алексеев Н.И., Дюжев Г.А. Дуговой разряд с испаряющимся анодом (почему род бу ферного газа влияет на процесс образования фуллуренов?) // Журнал технической физики. 2001. Т. 71, № 10. С. 41-49.

Алексеев Н.И. О механизме образования углеродных нанотрубок. I. Термодинамика образования капель расплава углерода в металлическом катализаторе // Журнал технической физики. 2004. Т. 74, № 8. С. 45-50.

Алексеев Н.И. О механизме образования углеродных нанотрубок. II. Кинетика взрывной конденсации капель расплава углерода в металлическом катализаторе // Журнал технической физики. 2004. Т. 74, № 8. С. 51-57.

Keidar M., Beilis I.I. Modeling of atmospheric-pressure anodic carbon arc producing carbon nanotubes // Journal of Applied Physics. 2009. V. 106 (10). Art. 103304.

Kundrapu M., Keidar M. Numerical simulation of carbon arc discharge for nanoparticle synthesis // Physics of Plasmas. 2012. V. 19 (7). Art. 073510.

Wilke C.R. A viscosity equation for gas mixtures // The journal of chemical physics. 1950. V. 18 (4). P. 517-519.

Кантарбаева А., Моисеева К.М. Особенности распространения пламени в угле-пропано-воздушной газовзвеси // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2021. № 74. С. 95-102.

Gouveia S.T., Silva F.V., Costa L.M., Nogueira A.R.A., Nobrega J.A. Determination of residual carbon by inductively-coupled plasma optical emission spectrometry with axial and radial view configurations // Analytica Chimica Acta. 2001. V. 445 (2). P. 269-275. 10.1016/ S0003-2670(01)01255-7.

Tanabashi A., Amano T. New identification of the visible bands of the C2 Swan system // Journal of Molecular Spectroscopy. 2002. V. 215 (2). P. 285-294.

Brooke J.S., Bernath P.F., Schmidt T.W., Bacskay G.B. Line strengths and updated molecular constants for the C2 Swan system // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2013. V. 124. P. 11-20.

Gershman S., Raitses Y. Unstable behavior of anodic arc discharge for synthesis of nanomaterials // Journal of Physics D: Applied Physics. 2016. V. 49 (34). Art. 345201.

Du F., Yuan J., Zhang M., Li J., Li Z., Cao M., Chen J., Zhang L., Liu X., Gong A., Xu W., Shao Q. Nitrogen-doped carbon dots with heterogeneous multi-layered structures // RSC Advances. 2014. V. 4 (71). P. 37536-37541.

Теснер П.А. Образование углерода из углеводородов газовой фазы. М.: Химия, 1972.