Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду
A complete cycle of experimental and theoretical investigations and mathematical modellings of the plasma processes in negative corona under the ambient pressure of nitrogenoxygen and argon-oxygen gas mixtures has been carried out. The oxygen concentration varied within the range of 0,01-21%. The ef...
Saved in:
| Published in: | Праці наукового товариства ім. Шевченка |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Західний науковий центр НАН України і МОН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75290 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду / В. Чигінь // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 257-285. — Бібліогр.: 88 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860031785683910656 |
|---|---|
| author | Чигінь, В. |
| author_facet | Чигінь, В. |
| citation_txt | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду / В. Чигінь // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 257-285. — Бібліогр.: 88 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Праці наукового товариства ім. Шевченка |
| description | A complete cycle of experimental and theoretical investigations and mathematical modellings of the plasma processes in negative corona under the ambient pressure of nitrogenoxygen and argon-oxygen gas mixtures has been carried out. The oxygen concentration varied within the range of 0,01-21%. The efect of oxygen geometrical and electrical parameters on the current pulsation was investigated. The numerical modelling of the corona current has been realized , using continuity differential equations for fluxes of charges , supplemented by the Poisson s equation for an electrical field in quasi-two-dimensional space. The kinetic model includes the ionization and excitation of Ar atoms and N₂ molecules by electron collisions the ionization by pho tons the attachment of electrons to O2, their detachment from O⁻₂ due to collisions with N₂ in the ground and excited states the charge drift and the surface photo and ion-electron emission The physical mechanisms of complex corona current pulse as the precursor as well as the pulse step and the highfrequency pulsations of current have been determined. It is shown that the peak part shape in N₂+ O₂ mixture is formed due to rise of an electric #eld in the initial phases of a pulse the subsequent increase of high energy excitation of N₂ levels and the photoionization of oxygen molecules. In the case of Ar + O₂ this process is weakened due to the lowered energy of the electrons.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:52:01Z |
| format | Article |
| fulltext |
Fiziqni� zbirnik NTX t�� ���� p� ���
EKSPERIMENTAL�N� DOSL�D�ENN�
� QISEL�N� MODEL�VANN�
PLAZMI KORONNOGO ROZR�DU
Vasil� QIG�N�
Akademi� Suhoputnih vi�s�k imeni get�mana Petra
Saga�daqnogo�
vul� Gvard��s�ka ��� L�viv �����
e�mail vchygin
polynet�lviv�ua
Redakci� otrimala statt� �� lipn� ���� r�
Provedeno cikl eksperimental�nih doslid�en� i qisel�nih
model�van� plazmovih procesiv u negativni� koroni pri tisku
gazovih sumixe� azot�kisen� ta argon�kisen� por�dku atmosfer�
nogo� Koncentraci� kisn� zmin�valas� v me�ah ������� �� Viv�
qavs� vpliv kisn�� a tako� geometriqnih ta elektriqnih pa�
rametriv rozr�du na pul�saci� strumu� Dl� matematiqnogo mo�
del�vann� strumu koponi vikoristali diferencial�ni rivn�nn�
neperervnosti potokiv zar�div i Puasona dl� elektriqnogo pol�
u kvazidvomirnomu prostori� U roli bazovih kinetiqnih procesiv
vibrano ionizaci� molekul osnovnogo gazu udarami elektroniv�
prilipann� elektroniv do molekul kisn� i �h vidlipann� vid ioniv
O�
�
� vtorinnu ion�elektronnu emisi�� zbud�enn� molekul azotu �
fotoionizaci�� Vstanovleno fiziqni mehanizmi skladno� pul�saci�
negativno� koroni� zokrema� prekursora� shodinki impul�su i vi�
sokoqastotnih pul�saci� strumu� Pokazano� wo rist elektriqno�
go pol� u poqatkovih fazah impul�su v N� � O� prizvodit� do
rostu intensivnosti zbud�enn� visokoenergetiqnih rivniv N� � do
ionizaci� O� fotonami� emitovanimi N�
� i do adekvatnogo rostu
strumu� Taki procesi ne vidbuva�t�s� v Ar � O� � oskil�ki zbu�
d�enn� visokoenergetiqnih rivniv Ar � malo�movirnim�
�� VSTUP
Gazorozr�dna plazma u riznih pro�vah doslid�u�t�s� u bagat�oh la�
boratori�h svitu u�e bil�xe stolitt�� �� vlastivosti i zastosuvann� de�
tal�no opisuvalis� u r�di monografi� ����� Koronni� rozr�d� zavd�ki
�ogo specifiqnim vlastivost�m� na�qastixe vikoristovu�t�s� vpro�
dov� des�tiriq u riznih tehniqnih pristro�h ekologiqnogo napr�mu
v
elektrofil�trah � vlovl�vaqah aerozole� ��� ����� dl� plazmo�himiqnih
peretvoren� i znexkod�enn� xkidlivih gazovih komponent ������� dl�
generuvann� ozonu �����
� i �ogo vikoristann� v riznih oblast�h ��������
PACS number ������Hc
��� V�Qigin�
dl� zahistu vid probitt� i vtrat elektriqno� energi� �������� v ioniza�
torah gazo�povitr�nih sumixe�� zokrema� v masspektral�nih sensorah
����� ta in Eksperimental�ni � teoretiqni doslid�enn� koronnogo ro�
zr�du ostannim qasom distali novi� potu�ni� stimul do rozvitku
Vi�vleni specifiqni osoblivosti procesiv u plazmi koroni prizvod�t�
do vse xirxogo �� zastosuvann� u riznih galuz�h tehniki Va�livim
� stvorenn� novih� dostatn�o qutlivih i dexevih davaqiv gazoanaliza�
toriv� zdatnih nadavati informaci� pro koncentraci� mikrodomixok
u tehnologiqnih i vikidnih promislovih gazah ta v atmosfernomu po�
vitri bezposeredn�o na misci kontrol�� a tako� udoskonalenn� apa�
rativ dl� rozdilenn� ta oqiwenn� gazovih sumixe� ������� Vikori�
stann� vid��mno� koroni sutt�vo rozxir��t�s� u zv��zku iz vi�vleni�
mi �� skladnimi pul�saci�mi pri prikladanni posti�no� naprugi mi�
vistr�m�emiterom i ploskim anodom ������� Vivqenn� takih pul�saci�
koroni � aktual�nim z ogl�du �h informativnosti wodo fiziqnih pro�
cesiv u niz�kotemperaturni� bagatokomponentni� plazmi� wo robit�
perspektivnimi taki doslid�enn� dl� �� diagnostiki
Prote� nerivnova�ni ppocesi u pul�su�qi� vid��mni� koponi vivqeni
nedostatn�o Dosi ne isnu� zaverxeno� teori� protikann� impul�siv ko�
roni u sil�no neodnoridnih pol�h� zokrema� u potokah sumixe� gaziv
Dl� tiskiv por�dku atmosfernogo vid��mnu koronu vivqali� v osnov�
nomu� ekperimental�nim xl�hom Dosi ne bulo konsensusu v naukovi�
literaturi wodo mehanizmiv zarod�enn� i protikann� skladnih pul��
saci� negativno� koroni �
��
�� Nezva�a�qi na rozbi�nosti u vi�
znaqenni roli �oniv u nerivnova�nih procesah koroni� til�ki v kil��
koh bil�x rannih prac�h inxih avtoriv opisani eksperimenti� v �kih
bezposeredn�o vivqavs� vpliv elektrovid��mnih �EV� domixok v elek�
trododatnih gazah na �� strumovi parametri ����
�� Pri c�omu ne
provodilis� doslid�enn� vtorinnih struktur impul�siv koroni za vi�
koristann� sumixe� elektrododatnih gaziv z elektrovid��mnimi pri
niz�kih koncentraci�h ostannih V eksperimentah pereva�no vikori�
stovuvavs� odin EV gaz abo sumixi dvoh gaziv iz posti�no�� vidnosno vi�
soko� koncentraci�� elektrovid��mnogo ��k�ot� povitr�� prisutnist�
�kogo prizvodit� do pidviwenn� ekranu�qogo efektu i zglad�enn� ci��
vtorinno� strukturi Vikl�qno �kisne po�snenn� vimir�nih okre�
mih efektiv pri pul�saci� koroni� a tako� sutt�vi sprowenn� qi�
slovih model�van� prizveli do supereqlivih interpretaci� poqat�
kovo� stadi� rostu strumu� ne dali zmogi opisati vtorinni oscil�ci�
strumu �
��
�� ������ i� zviqa�no� zmenxili cinnist� rezul�tativ takih
robit Vi�vleni vimir�vann�mi inxih avtoriv okremi vtorinni efek�
ti zv��zuvalis� iz �hvile� ionizaci�� ����� �hvile� ionizaci� u vigl�di
strimera� ����� �pozdov�nim kolivann�m elektriqnogo pol�� ����� abo
�turbulizaci�� plazmi elektronnim puqkom� ���� Trivali vivqen�
n� �shodinki� i �gorbika� na peredn�omu fronti impul�su �
��
�� ���
ne dali vidpovidi� �ku rol� vidigra�t� fotoelektronna emisi� i �hvi�
l� ionizaci�� podibna do strimera� u zarod�enni impul�siv Sutt�vi
sprowenn� geometri� pri model�vann�h �
�� ��� prizveli do supereq�
livih interpretaci� poqatkovo� stadi� rostu strumu iz �shodinko��
i ne dali zmogi opisati vtorinni oscil�ci� ��
� ��� Avtori vimir��
nih visokoqastotnih kolivan� u kinci impul�su u vodni ���� vidnos�t�
�h do �ne�triqelivs�kih�� i vizna�t�� wo �mehanizm cih oscil�ci� � ne
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
zrozumilim� Ne doslid�uvalis� umovi isnuvann� plazmi pul�su��
qo� negativno� koroni� tomu vidsutn� informaci� v literaturi pro ��
kil�kisni harakteristiki
Oprac�vann� efektivnih metodiv vikoristann� koroni dl� inten�
sivno� niz�koenergetiqno� in�ekci� zar�div v EV gazi� otrimann� qi�
stih gaziv ta �h mas�spektrometri� � va�livimi zadaqami s�ogodenn�
Ad�e znaqne zahoplenn� elektroniv EV gazami zni�u� efektivnist�
elektrofil�triv� a pidviwenn� mi�elektrodno� naprugi prizvodit� do
nestabil�nosti koroni i probitt� Tradici�ni tehnologi� oqiwenn�
gaziv � energomistkimi� a stupin� oqiwenn� qasto ne zadovil�n�� vimo�
gi dl� �h praktiqnogo zastosuvann� Vidomi shemi rozdilenn� gaziv u
koronnomu rozr�di � nedostatn�o efektivnimi Oskil�ki masspektro�
metri z vikoristann�m koroni ne � mobil�nimi� neobhidne stvoren�
n� malogabaritnih analizatoriv z novimi principami identifikaci�
mikrodomixok Takim qinom� vsestoronn� doslid�enn� procesiv pul��
saci� koronnogo rozr�du� va�livih� zokrema� dl� rozxirenn� znan�
pro gazorozr�dnu plazmu i virixenn� prikladnih zadaq� � aktual��
no� naukovo� problemo�
�� EKSPERIMENTAL�NA METODIKA � REZUL�TATI
VIM�R�VAN�
Pul�su�qi� re�im negativno� koroni vinika� pri niz�kih strumah
�por�dku �� �� � �� �� A� za prikladann� posti�no� naprugi por�d�
ku kil�koh tis�q vol�t mi� negativnim vistr�m i ploskim anodom na
viddali por�dku santimetra �ris �a� U pevnomu diapazoni naprug
pul�saci� strumu protika�t� strogo periodiqno Qastota povtorenn�
osnovnih impul�siv �wo otrimali nazvu Triqel�� � vidnosno niz�ko��
por�dku odinic� � soten� kilogerc Pri ni�qih strumah impul�si
sta�t� neregul�rnimi� a rozr�d � nesamosti�nim Pri visokih stru�
mah voni znika�t� i korona perehodit� u stan posti�nogo �evri�qogo
rozr�du� abo �qerez strimerni procesi� v iskrove probitt� gazovogo
prostoru
Prirodu osnovnih impul�siv negativno� koroni zv��zu�t�� v osnov�
nomu� iz prisutnist� v gazi elektrovid��mno� komponenti Pri c�omu
prostir koroni dil�t� na dvi oblasti� nerivnocinni za napru�enist�
E prikladenogo pol� � prikatodnu visokoenergetiqnu oblast� gene�
ruvann� �ionizaci� abo aktivnu�� E � �� � V�sm� dov�ino� des�tki �
sotni mikrometriv vid poverhni� i niz�koenergetiqnu oblast� dre�fu�
E � �� � � �� � V�sm �milimetri � santimetri� Vva�a�t�� wo ppo�
stopovi� zap�d negativnih ioniv� �ki nakopiqu�t�s� za rahunok pri�
lipann� elektroniv v usi� oblasti dre�fu� zni�u� pervinno visoke
pripoverhneve pole� tomu pozmno�enn� lavin v oblasti generuvann�
ta impul�s stpumu ppipin��t�s� I til�ki pisl� togo� �k negativni ioni
vidhod�t� do anoda� zovnixn� pole vidnovl��t�s� i stvop��t�s� umovi
dl� nastupnogo impul�su Prote� ce� mehanizm ne da� zmogi po�sniti�
zokrema� dvo�ki� harakter zale�noste� qastoti pul�saci� strumu vid
koncentraci� EV domixki� vimir�nih u riznih gazah
zrosta�qa v N��
O� � Ar � O� �praci avtora�� spadna � u povitri � SF � �Skalny������ Ho�
qa okremi doslidniki vkazu�t� na mo�livist� pul�saci� koroni u qi�
stih elektropozitivnih gazah� dosi matematiqni model�vann� osnov�
��� V�Qigin�
nih impul�siv strumu provodilis� til�ki pri vkl�qenni EV� priqomu�
visoko� koncentraci� ����� kisn� ����� povitr� �
�� ���� V literaturi
ne vi�vleno model�van� negativno� koroni zale�no vid tipu elektro�
dodatnogo gazu� tipu i koncentraci� elektrovid��mno� domixki Nezva�
�a�qi na rozbi�nosti u viznaqenni roli negativnih ioniv u procesah
pul�saci�� ne provodilis� eksperimenti pri zminnih koncentraci�h
EV domixok �poqina�qi vid slidovih znaqen�� v riznih elektrododat�
nih gazah
)
20
10 t,
I,
U
dRo
)
R
Ris � a� Shema eksperimental�nogo doslid�enn� negativno� koroni�
b� tipovi� impul�s strumu iz vtorinnimi strukturami d � dov�ina
rozr�dnogo promi�ku� U � d�erelo visoko� posti�no� naprugi� R o �
obme�u�qi� opir� R v � vimir�val�ni� opir� PR �prekusor� PI � pik
impul�su� FS � frontal�na shodinka� VQPS � visokoqastotni pul��
saci� strumu
Taki vtorinni strukturi impul�su strumu negativno� koroni� �k
shodinka peredn�ogo frontu i pikova oblast�� trivalo doslid�uva�
lis� eksperimental�no ���� ��� Pri c�omu �h interpretaci� bazuva�
las� na porivn�nni z rezul�tatami perxih qislovih model�van� Mo�
rova koroni u kisni ������ ����
�� Oskil�ki model� ���� zvedeno do
netipovo� dl� negativno� koroni cilindriqno� geometri� z nadto ve�
likim radiusom katoda � � sm� a strum obqisl�vavs� bez vidilenn�
komponenti zmiwenn�� to robl�t�s� visnovki pro pereva�a�qu rol�
fotoelektronno� emisi� u formuvanni �k impul�su ����� tak i shodinki
�
�� ���� rol� strumu zmiwenn� ne obgovor��t�s� Ne vidom� prac�� u
�kih provodilis� bi qislovi ocinki povedinki vtorinnih struktur
v zale�nosti vid radiusa katoda Zokrema� ne analizu�t�s� �znikan�
n�� shodinki pri rizkomu rosti ionizaci� i� tomu� frontu impul�su u
du�e visokih pol�h pri zni�enni radiusa do des�tkiv mikrometriv�
nezale�no vid fotoemisi�nih vlastivoste� katoda Zare�strovani�
v �dini�� vidomi� nam� praci Hosokawa ���� neznaqni� prekursor za �
ns pered frontom impul�su strumu vidnosit�s� do �generuvann� kri�
tiqnim zar�dom golovki strimera�� prote� kil�kisno� ocinki vplivu
c�ogo zar�du ne nada�t�s� Pon�tt� �katodo�skerovanogo strimera� i
�hvili ionizaci�� podibno� do strimera� vikoristovu�t�s� u prac�h av�
toriv ���� dl� �kisnogo po�snenn� pika impul�su� i til�ki perxi� pisl�
n�ogo gorb na hvostovi� qastini impul�su vidnosit�s� do maksimumu
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
potoku ioniv na katod Ne analizu�t�s� podvi�ni� harakter zale��
nosti amplitudi impul�su strumu vid koncentraci� EV domixki
rist
pika pri rosti malih koncentraci� xestiftoristo� sirki u povitri i
spad pri rosti znaqnih koncentraci� �Zentner ������ a tako� rist pika
strumu pri rosti tisku povitr� �Hosokawa ����� Visokoqastotni pul��
saci� strumu iz qastotami por�dku megagerc� �ki za pevnih umov na�
klada�t�s� na osnovni impul�si strumu i �ogo qasovi zale�nosti pri
perehodi do �evri�qogo rozr�du i probitt�� opisano �kisno �Sigmond
����� Morrow ������ doslid�eno eksperimental�no i matematiqno �
��
��
�� ��� ��� Dosi ne isnuvalo konsensusu u po�snenni cih pul�saci� Z
odni�� storoni ���� stverd�uvalos�� wo voni �v azoti � du�e podibni�
mi na impul�si Triqel� u povitri�� odnak pri model�vanni negativno�
koroni u qistomu azoti VQPS ne otrimano ��
� Doslid�en� umov
isnuvann� i harakteristik plazmi u negativni� pul�su�qi� koroni
v literaturi ne vi�vleno� a c�omu pon�tt� ne nada�t�s� kil�kisnih
harakteristik Terminom �plazma� naziva�t�s� ���� kvazine�tral�na
cilindriqna oblast� rozr�du mi� koronu�qim katodom i anodom� �ka
skorixe nagadu� pozitivni� stovp �evri�qogo rozr�du
Oskil�ki vidomi z literaturi rezul�tati doslid�en� pul�su�qo�
koroni � supereqlivimi i ne da�t� zmogi provoditi �h nadi�nu in�
terpretaci�� u prac�h avtora proponu�t�s� metod doslid�enn� pri
malomu radiusi katoda�vistr� �des�tki � sotni mikrometriv� i zminni�
niz�ki� koncentraci� elektrovid��mno� domixki z rozdilenn�m vtorin�
nih struktur i vimir�vann�m parametriv impul�siv zale�no vid ha�
rakteristik gazu Pri c�omu sutt�vo zvu�u�t�s� spektr kinetiqnih
gazorozr�dnih procesiv � do ionizaci� i zbud�enn� atomiv elektrododat�
nogo gazu� prilipann� elektroniv do molekul domixki� �h vidlipann�
pri udarah elektroniv i zbud�enih �zokrema� metastabil�nih� atomiv
qi molekul� ion� i fotoelektronno� emisi� z poverhni katoda Zadaqa
vstanovlenn� fiziqnih mehanizmiv skladnih pul�saci� negativno� ko�
roni zvodit�s� do pidboru adekvatnih matematiqnih modele�� obqi�
slenn� strumu zmiwenn� i zar�div ta porivn�nn� otrimanih qasovih
zale�noste� strumu z vimir�nimi Vikoristann� elektrododatnih
gaziv z vidminnimi fiziqnimi vlastivost�mi � Ar � N�� da� zmogu de�
tal�nixe viznaqati vpliv harakternih procesiv na okremih stadi�h
pul�suvann� strumu
Metodika vimir�vann� qasovih zale�noste� strumu koroni u
potoci gaziv pri atmosfernomu tisku detal�no opisana u prac�h �
��
�� ��� U roli koronu�qogo katoda �ris �� vikoristovu�t�s� vistr� i
torci tonkih drotinok z diametrami �� � ��� mkm� vigotovleni z riznih
materialiv � vol�framu� nikel�� stali� platini� reni� Pri diametri
anoda �� mm dov�ina rozr�dnogo promi�ku zada�t�s� u me�ah � � ��
mm Xvidkist� gazu vzdov� vistr� zmin��t�s� vid � do �� sm�s Pri�
stri� dinamiqnogo zmixuvann� qistih gaziv ��������� i zrazkovih gazo�
vih sumixe� da� zmogu plavno zadavati koncentraci� kisn� u diapa�
zoni �� ������� i pari sirki � �� ������ ��� Visoka posti�na napruga
poda�t�s� vid visoko stabilizovanogo d�epela �ivlenn� qerez obme�
�uval�ni� opir Ro �� � � ��� MOm� na anod i qerez vimir�val�ni�
opir ���� Om � �� KOm� na vistr� i zmin��t�s� u me�ah � � kV �
kV
U pevnomu diapazoni naprugi �piven� stabil�nosti zada�t�s� u me�ah
� � ���� ��� � ������ viklika�t�s� stabil�ni pul�saci� strumu �diapa�
��� V�Qigin�
zon qastot �� � ��� kGc� z nakladenimi visokoqastotnimi pul�saci�mi
����� MGc� Zmin��t�s� u xirokih me�ah �h harakteristiki� zokre�
ma� zmino� tipu gazu i koncentraci� EV domixki� prikladeno� naprugi
i xvidkosti gazu Vimir�vann� pul�su�qogo strumu provod�t�s� za
dopomogo� oscilografa ta analogovo�vimir�val�nogo kompleksu na
bazi personal�no� EOM IBM PC�AT sumisno� z qasovim rozdilenn�m do
�� ns
N +O
2 2
2 4
I
dt
)
Ar+O
2
10
2 1
)
Ris � Tipovi formi vimir�nih impul�siv strumu negativno� koro�
ni
a� v azoti i b� v argoni z domixko� kisn� pri koncentraci�h ����
poznaqenih ciframi
V rezul�tati vimir�van� vi�vleno� wo forma i parametri osnov�
nih impul�siv strumu negativno� koroni� a tako� �h zale�nosti vid
koncentraci� kisn� �S��O �� � sutt�vo vidminnimi v azoti ta argoni
�ris �� Amplituda strumu� trivalist� i zar�d impul�su v N� � znaq�
no bil�ximi� ni� v Ar � todi� �k qastota pul�saci� � ni�qo� V
azoti strum formu� dvostadi�ni� impul�s �ris �a�
prot�gom des�tkiv�
soten� nanosekund narosta� do promi�nogo znaqenn� � shodinki u
toqci A� pisl� korotko� zupinki � do maksimal�nogo Im por�dku so�
ten� mikroamper �toqka V�� xvidko spada� do promi�nogo �toqka S�� a
dali � povil�no� za qas odinici�sotni mikrosekund spada� do du�e niz��
kogo mi�impul�snogo znaqenn� por�dku sotih dole� mikroampera V
argoni useredneni� po VQPS strum� poqina�qi vid pikovogo znaqen�
n�� zni�u�t�s� monotonno �ris �b�
Pri rosti koncentraci� kisn� v argoni ta azoti zar�d impul�su spa�
da�� a qastota pul�saci� monotonno zrosta� Pri c�omu amplituda i
trivalist� pikovo� qastini v oblasti niz�kih S��O � �� ��� � � � �� ��
v N� sutt�vo zrosta�t�� todi �k amplituda i trivalist� impul�su v Ar
spada�t� Pri koncentraci� kisn� v argoni por�dku ������ �����
krutizna zale�nosti zar�du impul�su vid S��O � sutt�vo viwa� ni�
pri visokih koncentraci�h �������� C� � krutizna v N� � niz�ko�
v us�omu doslid�uvanomu diapazoni S��O � Pri zni�enni ostann�o�
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ��
do znaqen� por�dku � � ����� trivalist� vimir�nih impul�siv v azoti
zrosta� do znaqen� por�dku sotni mikrosekund �vid dole� mikrosekundi
pri koncentraci� ���� Pri c�omu� qerez slabxe zrostann� periodu
pul�saci� qergovi impul�si nabli�a�t�s� odin do odnogo a� do zlit�
t� Pri visokih R o � por�dku des�tkiv�soten� MOm� ce prizvodit�
do �evri�qogo rozr�du � sposteriga�t�s� poxirenn� sviqenn� gazu vid
vistr� do anoda� a pri ni�qih oporah � do probitt� gazovogo prostoru�
iskri Zale�nosti amplitudi i qastoti impul�siv strumu vid koncen�
traci� pari sirki u potoci argonu ��� �� � � �� �� �� � nemonotonnimi�
z lokal�nimi maksimumami v oblasti �� �� �� wo vkazu� na dostatn�
qutlivist� parametriv impul�siv do modifikaci�nih peretvoren� sirki
Visokoqastotni pul�saci� strumu negativno� koroni iz qastoto�
por�dku kil�koh megagerc vi�vleno vperxe pri vikoristanni niz�kih
koncentraci� kisn� ��� �� � �� ���� i malih radiusiv zaokruglenn� tor�
c� koronu�qogo elektroda �des�tki mikrometriv� Oblast� isnuvann�
VQPS v argoni poxir��t�s� na ves� impul�s� todi �k azoti voni roz�
miwu�t�s�� v osnovnomu� v okoli pika �ris �� Za pevnih umov VQPS
mo�ut� zmiwuvatis� do hvostovo� qastini impul�su �h qastota mo�
notonno roste z rostom S��O � v argoni � vid � � MGc pri � ���� do
� � MGc pri � ��� � Vikoristann� tonkih platinovih i nikelevih
drotinok u roli koronu�qogo elektroda da� zmogu otrimuvati viso�
koqastotni pul�saci� strumu virazniximi i trivaliximi� oqevidno� za
rahunok trivalixogo zberigann� os�ovo� simetri� prikatodno� oblasti
rozr�du Vperxe pokazano� wo rozmiri roboqo� poverhni vistr� � sut�
t�vo bil�ximi u porivn�nni z geometriqnimi rozmirami �ogo verhivki
Pisl� naxih perxih publikaci� pro skladni pul�saci� strumu negativ�
no� koroni v argoni ta azoti z domixko� kisn� ���� �
� inxi avtori
opublikuvali rezul�tati vimir�van� u vodni ���� ta azoti ��
�
�� MATEMATIQNE MODEL�VANN� TA OSNOVN� RE�
ZUL�TATI
Fiziko�matematiqna model� koroni u rizko neodnoridnomu poli�
Povna kinetiqna model� gazorozr�dno� plazmi� zokrema� u povitri� mo�
�e vkl�qati dekil�ka soten� riznih vza�modi� ������� ne�tral�nih ta
ionizovanih qastinok �O� O� � O� � O� � O
�
� � NO� NO� i t p� U vipadku
koronnogo rozr�du c� model� mo�na sprostiti ���� Pri vikoristan�
ni �model�nih� sumixe� N� � O� i Ar � O� dl� vi�snenn� dominu�qih
mehanizmiv viniknenn� impul�siv strumu� okremih vtorinnih struk�
tur i VQPS� zale�noste� �h parametriv vid tipu gazu i koncentraci�
O � � bagato procesiv � malo�movirnimi� zokrema� pri niz�kih koncen�
traci�h O� Tomu� pri vidlagod�enni qislovogo model�vann�� u roli
bazovih vibrano qotiri procesi u plazmi negativno� koroni� zv��zani
�z zar�dami
udarnu ionizaci�� elektronne prilipann� i vidlipann��
vtorinnu elektronno�ionnu emisi� �h opisano nastupnimi diferen�
cial�nimi rivn�nn�mi u qastinnih pohidnih
�ne
�t
� div��ene� � ��i � �a�ne � �dnn � ���
��� V�Qigin�
�np
�t
� div��pnp� � �ine � ���
�nn
�t
� div��nnn� � �ane � �dnn � �
�
divE � ��e�np � ne � nn�� ���
���
� � rivn�nn� neperervnosti dl� elektroniv� pozitivnih i negativnih
ioniv� ��� � rivn�nn� Puassona dl� elektriqnogo pol�� ne � np �nn � gu�
stini elektroniv� dodatnih i negativnih ioniv� �e � �p � �n � �h dre�fovi
xvidkosti� �i � �a � �d � qastoti ionizaci�� prilipann� i vidlipann�
Dopuweno� wo xvidkosti tih kinetiqnih procesiv� �ki zale�at� vid na�
pru�enosti elektriqnogo pol� E� � u rivnovazi z polem ����
Dinamiku zbud�enih atomiv i molekul iz trivalimi qasami �itt�
�metastabil�nimi� opisano rivn�nn�m
�nm
�t
� �mne�e � kdmnmnn � kqnmn�� ���
de nm � �h gustina� �m � xvidkist� utvorenn�� kdm � koefici�nt vidli�
pann� elektroniv vid ioniv O�
� pid �h vplivom� kq � xvidkist� gasinn�
metastabil�nih molekul pri zitknenn�h iz atomami i molekulami v
osnovnomu stani
Kinetiqni koefici�nti procesiv viznaqali zg�dno z ����
Proces ionizaci� atomiv i molekul elektronnim udarom v litera�
turi opisano dostatn�o povno v xiroki� oblasti energi� ������ Ko�
efici�nti ionizaci� molekul azotu vz�to iz monografi� ��� �formula
Taunsenda ��p � A � exp��Bp�E� ta ekstrapol�ci� eksperimental��
nih grafikiv� Koefici�nti ionizaci� atomiv argonu obqisl�vali za
formulami ��p � C exp
�
�D�p�E����
�
i ��p � A� � �E�p� � exp��B�p�E�
��� Ostann� vrahovu� znaqni nepru�ni energetiqni vtrati elektroniv�
zv��zani� v perxu qergu� iz zbud�enn�m niz�ko energetiqnih rivniv ar�
gonu Koefici�nti A� i V� obqisleno za formulami ���� �ki zv��zu�t�
koefici�nt ionizaci� Taunsenda z qastoto� ionizaci� i xvidkist� dre�fu
iona
Dl� model�vann� procesu tr�ohqastinkovogo prilipann� elek�
troniv do molekul kisn� u sumixi gaziv azot�kisen� vikoristano ko�
efici�nt Kpr � navedeni� u praci �
��� zale�ni� vid okremih koefici�n�
tiv prilipann�
KprO� � za na�vnosti til�ki molekul kisn� i KprN�
� za na�vnosti molekul azotu Kpr � KprN� �nN� �nO��KprO� � �nO��
� ����
a tako� dani ������� Znaqenn� � �� �� � ����� cm � �c i KprO� � �� � � ��
���
cm � �c zbiga�t�s� iz danimi ���� Predstavleni u praci ���� rezul�ta�
ti vimir�van� zale�nosti xvidkosti prilipann� vid seredn�o� energi�
elektroniv v oblasti � �� � eV dl� qistogo O� ta kisn� u prisut�
nosti N� zbiga�t�s� iz danimi ��� i ���� u me�ah mno�nika � Znaqenn�
koefici�nta prilipann� KprN� � � � ��
��� sm � �s� navedeni u praci �����
na nax pogl�d� � zani�enimi Vpliv pol� na xvidkist� prilipan�
n� elektroniv zmodel�ovano za formulo�� predstavleno� u praci ����
dl� qistogo kisn� Tut posti�ne znaqenn� KprO� dilit�s� na funkci�
E�n
Kpr � KprO�
�
� � �E�g�n����
�
��
de g � stalo� dl� dano� gazovo�
domixki
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
Dl� prilipann� elektroniv u sumixi Ar�O � vikoristali dani� na�
vedeni u praci ����� ekstrapol��qi grafiki zale�nosti Kpr vid sered�
n�o� energi� elektroniv dl� qistogo O � � O � v N� iO � v He Ci funkci�
uzgod�eno iz okremimi danimi ���� dl� procesu O��Ar � e � O�
� �Ar
Rozuminn� viddilenn� elektrona vid vid��mnogo iona kisn� u sumixah
N� � O� ta Ar � O� � dosi slabkim ���� Osnovno� problemo� pri
analizi c�ogo procesu � ta� wo tut konkuru�t� procesi formuvann�
ioniv O��O�
� ta O�
� k vi�vilos�� u disociativnomu procesi prili�
pann� utvor��t�s� atomarni ioni O� iz sutt�vo� kinetiqno� ener�
gi�� Viddilenn� elektrona vid ioniv O� mo�e vidbutis�� �k til�ki ci
ioni relaksu�t� do sti�kih staniv energi� Prot�gom ci�� relaksaci�
energi� proces viddilenn� konkuru� iz peredaqe� zar�du dl� formu�
vann� O�
� abo kompleksnogo utvorenn� O�
� pri zitknenni tr�oh til
Tomu slid korektno ocin�vati vkladi v kanali rozvitku cih nega�
tivnih ioniv U prac�h ������ stverd�u�t�s�� wo xvidkist� vidlipann�
elektroniv vid O�
� pri udarah ne zbud�enimi molekulami azotu pri
kimnatni� temperaturi i pri serednih znaqenn�h energi� ioniv E�n �
niz�ko� � � pri kT � ����� eV � malo� dol� qastinok z energi�mi
bil�ximi� ni� �eV � �� kT � Pri napru�enosti elektriqnogo pol�
por�dku ��� V�sm pri atmosfernomu tisku azotu xvidkist� vidlipan�
n� ma� por�dok ����� sm � �s ���� Oqevidno� same u zv��zku iz malim
vplivom c�ogo procesu pri niz�kih energi�h ioniv u bil�xosti mode�
l�van� negativno� koroni ����
�� �ogo ne vvodili u rozgl�d Prote�
vrahovu�qi� wo u prikatodni� oblasti� �ka vidigra� virixal�nu rol�
na formuvann� impul�siv i �h vtorinno� strukturi �
��
��
��������� na�
pru�enosti poliv s�ga�t� znaqno viwih znaqen� �na okremih stadi�h
rozr�du � por�dku �� � �� � V�sm�� u c�� praci� �k i v ����� ce� tip
vidlipann� elektroniv vz�to do uvagi Dl� du�e visokih energi� io�
na �� ��eV� vidrivann� elektrona vid O�
� pri zitknenn�h iz N� bulo
vimir�no v praci ���� Problema � podibno� do to�� wo rozgl�dalas� u
praci ����� de obgovor��t�s� vpliv vidlipann� elektrona na statistiq�
ni� qas zatrimki strumovih impul�siv negativno� koroni u povitri
Nam ne vidom� prac�� v �kih obgovor�valis� bi vidlipann� elek�
trona u sumixi O�
� � Ar Pererizi takogo procesu vimir�valis� pri
zitknenn�h atomarnogo iona O� iz Ar � ta ioniv O� i O�
� iz geli�m
���� U zv��zku z cim pereriz vidlipann� elektrona u sumixi O�
� � Ar
ocineno� vikoristovu�qi vimir�ni popereqni pererizi dl� O� � Ar i
porivn��qi vidpovidni pererizi dl� O� i O�
� u geli� �
�� U dani� praci�
zada�qis� vidnoxenn�mi cih pereriziv dl� ioniv O� i O�
� v He � ocine�
no vidnoxenn� mi� vimir�nimi pererizami dl� O� � Ar i nevidomimi
dl� O�
� � Ar Pri c�omu vrahovano vidminnosti u porogovih energi�h
vidrivann� i peretvorenn� vid laboratorno� energi� do energi� centra
mas
Proanalizovano taki mo�livi fotoprocesi� �k zbud�enn� mole�
kul azotu ta atomiv argonu� �h gasinn�� pr�mo� ionizaci� molekul kis�
n� fotonami� vipuwenimi spontanno zbud�enimi Ar� i N� �� a ta�
ko� vidrivann� elektroniv vid ioniv O�
� � �k fotonami� tak i pri zi�
tknenni iz Ar� i N� � � vikoristovu�qi vidomi dani dl� metastabil��
��� V�Qigin�
nih N��A
���u ��N��B
�Pg� � O��a
��g� � O��b
���g � � N��A
���u � i visokoe�
nergetiqnih staniv Zbud�enn� niz�koenergetiqnih metastabil�nih
staniv tipu N��A
���u ��N��B
�Pg� opisano detal�no ���� metastabiliv
azotu A���u i B
�Pg � ��
� ��� ��� Pri model�vanni mi vikoristali re�
zul�tati prac� ���� ��� Zbud�enn� rivniv azotu iz visokimi energetiq�
nimi stanami vivqalos�� zokrema� u prac�h ������� Nam vidomo til�ki
kil�ka doslid�en�� pov��zanih iz perehodami v oblasti ul�trafioletu
���� ���� �ki mo�ut� vidigravati sutt�vu rol� u formuvanni harakte�
ru �xvidko�� plazmi Hoqa spektr viprominenn� gazorozr�dno� plaz�
mi � du�e xirokim ��
� ���� ma��e vsi eksperimental�ni roboti i qi�
slovi model�vann� procesiv zbud�enn� azotu ta kisn� zv��zuvalis� iz
vstanovlenn�m vidpovidnih parametriv dl� �h osnovnihmetastabil�nih
staniv �������
Vva�a�t�s�� wo proces fotoionizaci� molekul povitr� � sutt�vim
procesom� wo zabezpequ� generaci� vil�nih elektroniv pered frontom
strimera �������������� a tako�� wo ionizaci� molekul kisn� � mo�li�
vo� vzagali fotonami iz dov�inami hvil� � ����A� � a v rozr�di v
azoti � v oblasti ���
����A� ���� Vodnoqas� u literaturi ma��e
vidsutni koefici�nti perehodiv v oblasti ul�trafioletu� �ki mo�ut�
vidigravati sutt�vu rol� u formuvanni kinetiki �xvidko�� plazmi
U prac�h ������� eksperimental�no vivqavs� proces fotoionizaci� po�
vitr�� azotu ta kisn� integral�nim viprominenn�m �za vsima energi�mi
fotoniv� negativnogo koronnogo rozr�du Vivedeni empiriqni formuli
dl� d�erela fotoelektroniv vikoristano u model�vanni ���� U c��
roboti fotoionizaci�ni� term obqisl�vavs� za metodiko� ������� Ot�
rimanu empiriqnu formulu dl� d�erela fotoelektroniv ��k pr�mo�
ionizaci� fotonami molekul kisn� nerezonansnim viprominenn�m mo�
lekul azotu� privedeno do bil�x zruqnogo vigl�du ���� Pokazano� wo
ionizaci� molekul kisn� vzagali � mo�livo� fotonami iz dov�inami
hvil� � ����A� � a v rozr�di v azoti � v oblasti ��� � � ����A� ����
Vikoristovu�qi rezul�tati doslid�en� �������� term fotoionizaci� Sfi
obqisl�vali pri vikoristanni spivvidnoxenn�
Nfi�x� � Ni�x
�� ���Rp��dfP� ���
�ke zada� qislo ioniv Nfi � stvorenih fotonami u toqci x � pri vidomim
qisli ioniv Ni � stvorenih elektronami v inxi� toqci x� ��Rp� � ekspe�
rimental�no� funkci�� polo�enn�� Rp � jr � r�jP � de P � parcial��
ni� tisk molekul O� � � � tilesni� kut� wo ohopl�� ob��m fotoioniv
Nfi� df � tovwina oblasti poglinann� fotoniv Dopuweno� wo fotoni
vipromin��t�s� iz prikatodno� oblasti iz maksimumom koncentraci�
pozitivnih ioniv u toqci x� i ruha�t�s�� �k do katoda �perevir��t�s�
strimerna model��� tak i do anoda� ionizu�qi gaz Intensivnist� fo�
toionizaci� dl� sumixi azotu i kisn� �xvidkist� utvorenn� fotoelek�
troniv v odinici ob��mu u polo�enni x � viznaqa�t�s� pri integruvanni
rivn�nn� ��� vid toqki x� do toqki x ����
Zbud�enn� elektronami visokoenergetiqnih staniv atomiv argonu
u sumixi Ar � O� � malo�mov�rnim procesom ������ Zni�enn� ener�
gi� elektroniv tut vidbuva�t�s� qerez sutt�v� vtrati na zbud�enn�
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
niz�koenergetiqnih staniv Krim togo� dov�ina osnovnih rezonansnih
lini� argonu ������ i ������ A o pri perehodah
� S � �
� P � i
� S � �
� P �
u niz�kotemperaturnomu rozr�di le�it� za me�ami oblasti dopusti�
mih do ionizaci� molekul kisn� � ����A� ���� Za danimi ������� isnu�
veliki� rozkid u vimir�nih znaqenn�h konstant gasinn� metastabil��
nih rivniv azotu ta argonu
Vidrivann� elektroniv vid ioniv O�
� pri zitknenni iz metastabil��
nimi molekulami azotu� qas �itt� �kih u porivn�nni iz trivalist�
impul�su � znaqnim� na kil�ka por�dkiv sil�nixim vid vidlipann� pri
udarah O�
� iz ne zbud�enimi molekulami N� ��������� U praci ����
pokazano� wo pri rosti gustini strumu rozr�du u sumixi N�
O� �
�
� odnoqasno iz proporci�nim rostom koncentraci� metastabiliv
N� �A
���u � koncentraci� vid��mnih ioniv spada� ma��e u dva razi Pri
c�omu bil�x efektivno ru�nu�t�s� ioni O� � zokrema� za rahunok
zrostann� na dva por�dki koncentraci� zbud�enih kolivnih staniv
N��v��� Pereriz ru�nuvann� ioniv O
�
� metastabil�mi N� �A ��
�
u � �
sutt�vim� por�dku �� ��� sm � ������ i na kil�ka por�dkiv bil�xim vid
vidlipann� pri udarah O �
� do ne�tral�nih molekul ����
Ru�nuvann� negativnih ioniv kisn� metastabil�nimi atomami ar�
gonu pri teplovih energi�h � slabkim procesom� iz xvidkist� por�dku
�� � � ����� sm � ������� U literaturi ne vi�vleno konstant xvidkoste�
rozpadu negativnih ioniv kisn� pri �h zitknenn�h iz zbud�enimi mole�
kulami azotu ta argonu pri viwih� ni� teplovih� energi�h� hoqa taki
procesi mo�ut� buti intensivnimi ���� v oblasti visokih elektriq�
nih poliv
Pri rozrahunkah vikoristali �
��
��
�� xvidkosti dre�fu elek�
troniv� pozitivnih ioniv azotu ta argonu i negativnih ioniv kisn� we �
wp � wn � nadani u monografi�h ���������������
R�d procesiv vikl�qeno iz rozgl�du Tak� rol� vidlipann� elek�
troniv vid ioniv O�
� pri udarah fotoniv ��
������� � niz�ko� � v
oblasti energi� ostannih ������� eV pereriz � rozpadu O�
� ne pere�
viwu� � � ���� sm � ���� Vrahovu�qi tako� niz�ki koncentraci� oboh
qastinok �O�
� i fotoniv�� cim procesom znehtuvano Hoqa xvidkist�
disociativnogo prilipann� elektroniv za shemo� e � O� � O� � O �
dosit� visoko� ���������� Prote� vrahovu�qi� wo vidlipann� elek�
troniv vid atomarnih ioniv O� v oblasti serednih energi� ��� � �� �
eV�sm� tipovih dl� prikatodno� oblasti koroni� � sutt�vo viwim vid
vidlipann� vid O�
� ���� i wo vkl�qenn� takogo prilipann� prizvodilo
do zmin parametriv koroni u povitri u ne bil�xe� ni� na �� ����� ce�
proces zn�to iz rozgl�du u naxi� modeli� de procentni� vmist kisn�
� sutt�vo ni�qim Z ci�� � priqini ne rozgl�da�t�s� ionizaci� O�
udarami elektroniv� pr�me dvoqastinkove prilipann� e�O� � O�
�
i
zbud�enn� singletnih metastabiliv a��g molekul O � � �k ce zrobleno
u prac�h ������� Oskil�ki prot�gom periodu pul�saci� koroni pozitiv�
ni ioni � ma��e povnist� rozdilenimi u prostori iz vid��mnimi iona�
mi� a qas prohod�enn� elektroniv kriz� hmarinku pozitivnih ioniv�
rozmiwenih u du�e vuz�komu pripoverhnevomu �
��
��
��� � korotkim
porivn�no z trivalist� impul�su� vikl�qili iz rozgl�du rekombinaci��
��� V�Qigin�
ni procesi tipu elektron�ion ���� ta ion�ion ����
�� U prac�h ����
�� ci
procesi rozgl�da�t�s�� oskil�ki pri zni�enomu elektriqnomu poli
u koroni iz znaqno� plowe� katodu oblast� isnuvann� ioniv O�
� sut�
t�vo rozxir��t�s� Ne vkl�qeno u rozgl�d tako� difuzi�� oskil�ki
pri velikih tiskah vpliv �� na xvidki pul�sivni procesi praktiqno
vidsutni� ����
Rozr�dni harakteristiki koronnogo rozr�du� Napru�enist�
pol� u ko�ni� toqci rozr�du zv��zana iz strumom u zovnixn�omu koli
I
dZ
�
Edx � U �RSJ � ���
de U � prikladena do rozr�dnogo promi�ku napruga� R � obme�u��
qi� opir� liva qastina � spad naprugi na rozr�di� J � gustina strumu�
I � SJ Koronni� rozr�d ma� os�ovu simetri� Ce oznaqa�� wo riv�
n�nn� ������� dostatn�o rozv��zati u dvovimirnomu vipadku Prote�
qerez neobhidni dl� c�ogo nadzviqa�no veliki vitrati komp��ternogo
qasu ����� vikoristali kvazi�dvovimirnu model� Pri c�omu vva�ali�
wo veliqini E�ne� np� nn � posti�nimi u ko�nomu popereqnomu pere�
rizi rozr�dnogo promi�ku ���� Dl� togo� wobi vrahuvati roztikann�
strumu u rozr�dnomu promi�ku� divergentni qleni rivn�n� brali u vi�
gl�di �S
�Sf
�x
� de S � plowa popereqnogo pererizu strumovogo kanalu
Takim qinom� rivn�nn� ������� zvod�t�s� do takih
�ne
�t
�
�
S
�
�x
�S�ene� � ��i � �a�ne � �dn � ���
�np
�t
�
�
S
�
�x
�S�pnp� � �ine � ���
�nn
�t
�
�
S
�
�x
�S�nnn� � �ane � �dnn � ����
�
S
�
�x
�SE� � ��e�np � ne � nn� � ����
Kra�vi umovi dl� pozitivnih ta negativnih ioniv vstanovili taki�
mi
npjx
d � �� nnjx
� � �� ����
dl� elektroniv na katodi � z vrahuvann�m vtorinno� elektronno�ionno�
emisi�
jejx
� � � jpjx
� � ��
�
de je � � ene� jp� � pnp � a � � koefici�nt vtorinno� ionno� emisi�
Dopuweno� wo v moment qasu t � � kil�kosti negativnih i pozitivnih
ioniv dorivn��t� nulev�� a qislo vil�nih �zatravkovih� elektroniv
dorivn�� �� �h rozmiwuvalos� v oblasti generuvann�� na neznaqni�
viddali vid vistr�
Vibir formi strumovogo kanalu Oskil�ki rozr�d koncentru�t�s�
bil� vistr� i za�ma� porivn�no veliku plowu na anodi� formu kanalu
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
x
r
0
d
S(x)
x0d
rd
Ris
Forma strumovogo kanalu koroni
vibrali skladno� Vva�a�mo� wo �ogo cilindriqna aproksimaci�� �k
u modeli ����� � nepripustimo�
Vidnoxenn� mi�elektrodno� viddali do radiusa katoda u ci� modeli
dorivn�� � i cilindriqna aproksimaci� strumovogo kanalu ne vnosi�
la veliko� pohibki U naxomu � vipadku ce vidnoxenn� � por�dku
��� Tomu u strumovomu kanali mi vidilili dvi rizni oblasti
odna
vidnosit�s� do zoni generuvann� �prikatodna� cilindriqno� abo konu�
sopodibna� u me�ah � � hG� � druga � zona dre�fu do viddali d For�
mi cih zon viznaqa�t�s� riznimi procesami� tomu voni vibira�t�s�
ma��e nezale�no Prikatodna zona harakterizu�t�s� radiusom bil�
katodu r� � radiusom na me�i mi� dvoma zonami rG�Ci parametri zmin��
valis� pri rozrahunkah dl� otrimann� krawogo uzgod�enn� obqisle�
nih strumovih parametriv z vimir�nimi Dov�ina zoni generuvan�
n� nezale�no ocin�valas� pri analizi poqatkovih umov zapal�vann�
koronnogo rozr�du Dl� c�ogo obqisl�vavli integral elektronnogo
pomno�enn� M �
R
�dx � �k funkci� os�ovo� viddali Dov�inu hG
viznaqali z umovi M � ����� ln
�
� � ���
�
���� Forma zoni dre�fu
zadavalas� u vigl�di parabolo�da obertann� Rozmir strumovo� pl�mi
na anodi viznaqavs� za zakonom Varburga rd � �����
���d Pripuskali�
wo strumovi� kanal ne zmin�� z qasom svo�� formi
Rivn�nn� dl� obqislenn� Laplasovogo elektriqnogo pol�� Prios�o�
ve znaqenn� pol� mi� vistp�m i ploskim anodom� �ke isnu� u bezzar�dno�
mu rozr�dnomu promi�ku u poqatkovi� moment zapal�vann� koroni�
obqisl�vali za formulo� ���
E��x� �
�U
��x� r�� ln ��d�r� � ��
� ����
de koordinatna vis� x vibrana vzdov� pol� E�� r� � radius torc� ko�
ronu�qogo vistr�� d � viddal� mi� vistr�m ta anodom
Ob��mna kvazine�tral�na qastina rozr�du vimaga� pidviweno� toq�
nosti pri rozv��zanni rivn�nn� Puassona ����� oskil�ki koncentraci� �
��� V�Qigin�
priblizno odnakovimi Krim togo� ce rivn�nn� mistit� mali� bezroz�
mirni� parametr Dl� naxo� modeli metod diskiv ���� ne pidhodit�� wo
zumovleno strukturo� rozr�dnogo promi�ku Krim togo� u modeli ����
ne vrahovu�t�s� zovnixn� kolo Tomu mi vikoristali metod ���� Vin
pol�ga� u takih peretvorenn�h vihidno� sistemi rivn�n� ��������� �ki
uzgod�u�t�s� iz zakonom zbere�enn� zar�du
�
�t
�
�SJ
S�x
� �� ����
de
� np�ne � nn � ob��mna gustina zar�div� j � e�bene�bpnp�bnnn�E
� gustina strumu providnosti � be� bp� bn � ruhlivosti elektroniv� pozi�
tivnih i negativnih ioniv� U c�omu legko perekonatis�� vidn�vxi vid
rivn�nn� ��� rivn�nn� �����
� Ot�e� rivn�nn� Puassona ��� � ekviva�
lentnim do
�
��
�E
�t
� �E � J�t�� ����
de � � e�bene � bpnp � bnnn� Rivn�nn� ���� z vrahuvann�m ��� nabuva�
vigl�du
�
��
�E
�t
� �E �
�
RS
�
U �
Z
Edx
�
� ����
Ce rivn�nn� vikoristali dl� viznaqenn� samouzgod�enogo elektriq�
nogo pol�E
Obme�enn� na qasovi kroki� Pri model�vanni plazmi gazovih roz�
r�div slid vrahovuvati harakterni qasi � protikann� riznih procesiv
� qasovi� krok� �ki� vikoristovu�t�s� pri rozv��zanni rivn�n�� ne
povinen buti bil�xim� ni� � bud���kogo procesu Do nih slid vidne�
sti qas relaksaci� ob��mnogo zar�du� qas ionizaci�� qas prilipann� i
t p Na�bil�x �orstki umovi na qasovi� krok naklada� qas ionizaci�
�i � ���E��e�
�� � de � e � xvidkist� elektrona U naxomu vipadku
pri napru�enosti pol� �� � ��� � V�sm �ogo zadavali v me�ah �� ��� �
�� ��� s
Metodiv rozv��zann� diferencial�nih rivn�n�� �ki opisu�t�
�orstki nerivnova�ni procesi� � bagato Vibrano FCT�metod� zapro�
ponovani� Borisom i Bukom ����� �ki� ma� na�viwi� por�dok aproksi�
maci� i na�ni�qi� riven� qislovo� difuzi� Dl� ocinok vikoristovuva�
li metod bi�uqogo rahunku perxogo por�dku aproksimaci� ����� girxi�
za por�dkom aproksimaci� i rivnem qislovo� difuzi�� prote� xvidxi� i
�ki� zabezpequ� zadovil�ni rezul�tati Diferenci�vann� provodili
na neodnoridni� prostorovi� sitci z ��� komirkami i na�menxim krokom
�� �� sm� qasovi� krok zmin�vali u me�ah �� ��� ��� �� s
U rezul�tati provedenih komp��ternih model�van� otrimano
korel�tivni zale�nosti mi� funkci�mi rozr�du i pul�su�qim stru�
mom� zokrema� mi� prostorovo�qasovimi rozpodilami zar�div i pol�
u riznih fazah rozr�du i rozdilenimi strumami zmiwenn� ta provid�
nosti Voni vi�vilis� dostatn�o informativnimi dl� vstanovlenn�
mehanizmiv �h skladnih pul�saci� i da�t� pidstavu stverd�uvati pro
otrimann� r�du novih rixen�� vikladenih u visnovkah Vperxe opisa�
no zale�nosti strumu vid qasu dl� N�� O� ta Ar � O� u vigl�di� �k
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
gladkih impul�siv �visoki koncentraci� kisn��� tak i z sil�no rozvi�
nutimi vtorinnimi strukturami ��� �� � � �� �� �� Perxi� impul�s
strumu � sutt�vo skladnixim� viwim i trivalixim vid nastupnih Roz�
miri i forma qergovih impul�siv strumu zadovil�no uzgod�u�t�s� z
vidpovidnimi parametrami vimir�nih impul�siv �h qastota zrosta� z
rostom naprugi� wo pidtverd�u�t�s� vimir�vann�mi Zni�enn� am�
plitudi i trivalosti impul�siv vidbuva�t�s� �k z rostom koncentraci�
domixki� tak i koefici�nta prilipann� elektroniv Obqisleni zale��
nosti trivalosti� zar�du � amplitudi i qastoti impul�siv vid S��O � v
azoti dobre uzgod�u�t�s� z vidpovidnimi vimir�nimi zale�nost�mi
Pri zni�enni koncentraci� O � do znaqen� por�dku �� ��� trivalist�
impul�siv zrosta� do znaqen� por�dku sotni mikrosekund� pri c�omu
period pul�saci� zrosta� z menxo� xvidkist� Vperxe teoretiqno
pidtverd�eno� wo qastota impul�siv strumu negativno� koroni spada� z
rostom koncentraci� EV domixok zi znaqnimi koefici�ntami prilipan�
n� elektroniv �Skalni������� abo v oblasti du�e visokih koncentraci��
i zrosta� u vipadku niz�kih koefici�ntiv prilipann� i koncentraci�
EV domixki �c� prac��
Na osnovi analizu obqislenih rozpodiliv koncentraci� zar�div i po�
l� vi�vleno� wo pozitivni ioni prot�gom periodu pul�saci� koroni
rozmiwu�t�s� u pripoverhnevi� qastini oblasti generuvann�� tovwina
�ko� ne pereviwu� � ��� sm pri dov�ini ci�� oblasti � �� sm Osnovna
masa negativnih ioniv ta elektroniv rozmiwu�t�s� v oblasti generu�
vann� i u bliz�ki� do ne� qastini oblasti dre�fu Diapazon viddale�
vid poverhni katoda� pri �kih koncentraci� pozitivnih ioniv ta elek�
troniv � bliz�kimi mi� sobo� �perxa umova isnuvann� nerivnova�no�
plazmi�� � dosit� malim� por�dku � ���� � � �� sm Tut koncentraci�
zar�div � menximi na por�dok porivn�no z inximi qastinami oblasti
generuvann� Isnu� posti�ne rozdilenn� xariv pozitivnih i negativnih
zar�div� mi� �kimi perebuva� xar nerivnova�no� plazmi Otrimani
rezul�tati dali zmogu po�sniti povedinku skladnih impul�siv nega�
tivno� koroni
Spadna zale�nist� zar�du impul�su vid koncentraci� elektro�
vid��mno� domixki U poqatkovih fazah rozr�du lavinne rozmno�enn�
elektroniv � e� i pozitivnih � p� ioniv vidbuva�t�s� odnoqasno iz hvi�
lepodibnim zmiwenn�m maksimumu gustini np �maksimumu ionizaci�� do
katoda Pri c�omu u prilegli� do poverhni oblasti rizko zrosta� po�
le E � a ot�e� strumi providnosti Ipr i zmiwenn� Izm Vstanovleno�
wo odnoqasno za p�xarom sutt�vo zni�u�t�s� sumarne pole i pidvi�
wu�t�s� intensivnist� prilipann� elektroniv Niz�ka ruhlivist� ne�
gativnih � n� ioniv prizvodit� do vagomogo zrostann� �h kil�kosti V
rezul�tati prikatodni funkci�np� E� a ot�e� strumi IpriIzm s�ga�t�
maksimal�nih znaqen�� �ki kontrol��t�s� susidnimxarom negativnih
zar�div Pidviwenn� koncentraci� domixki prizvodit� do adekvatnogo
rostu koncentraci� n �ioniv� zni�enn� koncentraci� p �ioniv i vidpovidno�
go spadu maksimal�nogo strumu Krim togo� prixvidxu�t�s� zni�en�
n� integrala napovnenn� s � �x�dx do kritiqnogo znaqenn� ln���� �� �
pri �komu pripin��t�s� rozr�d � � � koefici�nt ion�elektronno� emisi�
poverhni katoda�� tobto� skoroqu�t�s� trivalist� impul�su strumu
Takim qinom� zar�d impul�su rizko spada� pri rosti koncentraci� EV
domixki
��� V�Qigin�
I, A
M
O
R
R
O
W
25
0%
0.02
0.5
t, c0,5
5
20
100%
Ris � Zale�nosti strumu vid qasu� obqisleni pri parametrah nega�
tivno� koroni ���� i zminni� koncentraci� kisn� �ciframi poznaqeno
ob��mni vidsotki�
Zrosta�qa zale�nist� qastoti pul�saci� strumu vid koncentraci�
EV domixki Vidhid dodatnih ioniv u mi�impul�snomu periodi na ka�
tod prohodit� odnoqasno iz vidlipal�no�prilipal�nimi procesami ta
�estafetnim� peremiwenn�m elektroniv v okoli oblasti generuvann� u
protile�nomu napr�mi Ce prizvodit� do rostu napru�enosti pol�
u prikatodni� oblasti� a ot�e� do poqatku nastupnogo lavinnogo roz�
mno�enn� zar�div Nastann� c�ogo momentu � mo�livim tim xvidxe�
qim ni�qo� � zgenerovana kil�kist� p �ioniv Z rostom koncentraci�
EV domixki ostann� zni�u�t�s� i� vidpovidno� roste qastota pul�saci�
strumu koroni Vperxe pokazano� wo maksimum koncentraci� n �ioniv
u mi�impul�snomu periodi zalixa�t�s� bliz�kim do oblasti generu�
vann�� wo supereqit� tverd�enn� pro neobhidnist� vidhodu n �ioniv na
katod� �k umovu viniknenn� novogo impul�su
Spadna zale�nist� qastoti pul�saci� strumu vid koncentraci� EV
domixki Vstanovleno� wo u vipadku visokih znaqen� koefici�nta pri�
lipann� abo visokih koncentraci� EV domixki negativni ioni nagro�
mad�u�t�s� bezposeredn�o v oblasti generuvann� prot�gom impul��
su koroni Pri spadi strumu maksimum koncentraci� n �ioniv navit�
zrosta�� peremiwa�qis� do katoda Oskil�ki zni�enn� nn u mi�im�
pul�snomu periodi prohodit� znaqno� m�ro� za rahunok vidlipann�
elektroniv� to z rostom koncentraci� EV domixki qas takogo oqiwen�
n� zrosta� � qastota pul�saci� pada�
Zni�enn� qastoti pul�saci� strumu z rostom xvidkosti gazu
vzdov� vistr� do anoda zumovlene� na nax pogl�d� qastkovim vidt�g�
nenn�m �zavd�ki pol�rizaci�nim silam� negativno� komponenti vid
oblasti generuvann� i� �k naslidok� dodatkovi� ionizaci� gazu C� shema
pidsil�� vikladeni viwe visnovki pro pereva�a�qi� vpliv vidlipan�
n� elektroniv na protikann� mi�impul�sno� fazi V al�ternativnomu
varianti �vidhodu ioniv na anod� pri rosti xvidkosti gazu u napr�mi
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ��
do anoda zrosla b xvidkist� oqiwenn� oblasti dre�fu vid negativnih
ioniv� a ot�e� i qastota impul�siv
Vtorinni strukturi peredn�ogo frontu impul�su strumu vperxe
opisali kompleksno pri rozxirenni model�vann� Morova ���� u na�
pr�mi zni�enn� koncentraci� kisn� vid ��� � do � � i radiusa katoda vid
�� mm do � �� mm� a tako� pri vmikanni i vimikanni fotoelektronno�
emisi� �f ee � �ris
��� Pri koncentraci� O � ���� otrimu�mo �dini�
gladki� impul�s �ris
�� traktovani� u praci ����� �k osnovni� impul�s
strumu negativno� koroni V rezul�tati provedenih rozxirenih do�
slid�en� vi�vilos�� wo vin � prekursorom � poperednikom osnovnogo
impul�su
Prekursor stvor��t�s� strumom zmiwenn� nastupnim qinom Pri
poqatkovomu rozvitku lavin vid zatravkovih elektroniv ostannixvid�
ko vidhod�t� vid misc� zarod�enn�� zalixa�qi pozitivni� slid ioniv
Vpliv ostannih na poverhnevu napru�enist� pol� � viwim� ni� vidda�
lenih elektroniv Viddal��qis� vid poverhni katoda� elektroni po�
pada�t� v oblasti z rizko zni�eno� napru�enist� pol� �vid por�d�
ku �� � V�sm bil� poverhni do �� � V�sm na viddali � �� sm�� rozmno�
�enn� zar�div pripin��t�s� i zagal�na kil�kist� ioniv peresta� rosti
Pri c�omu rist napru�enosti pol� na poverhni katoda slabne i strum
zmiwenn�� �k �� pohidna� otrimu� maksimum Podal�xi� vidhid elek�
troniv do oblasti dre�fu i spad �h koncentraci� za rahunok rizkogo
rozxirenn� ci�� oblasti kincevo prizvodit� do stabilizaci� poverhne�
vo� napru�enosti pol� i vidpovidnogo spadu strumu zmiwenn� ma��e
do nul� Slabki� strum zmiwenn� v ce� qas pidtrimu�t�s� til�ki za
rahunok povil�nogo nabli�enn� p� ioniv do poverhni Strum prekur�
sora por�dku �� ��A pri real�no malih radiusah vistr� por�dku de�
s�tkiv mkm i zrosta� do znaqen� �� �� A pri rosti radiusa do � � sm
�ris �b� Za odnoqasnogo vplivu znaqno� vtorinno� fotoelektronno�
emisi� z pri�n�to� u ���� nadto veliko� dl� negativno� koroni plowi
poverhni katoda �radius �� mm� amplituda prekursora narosta� do zna�
qen� por�dku amplitudi osnovnogo impul�su �ris
� U praktici ko�
ronuvann� takih elektrodiv ne vikoristovu�t�� a model� ���� skorixe
vidobra�a� poqatkovu fazu �evri�qogo �glow� rozr�du pri plosko�
paralel�ni� geometri� Vmikann� avtoelektronno� emisi� � aee� priz�
vodit� do lini�nogo rostu strumu ioniv i zmiwenn� Pri vikoristanni
formuli Faulera�Nordge�ma dl� aee otrimu�t�s� m�zern� znaqenn�
strumu u fazi rozvitku prekursora
Umovi isnuvann� shodinki na peredn�omu fronti impul�su strumu
vstanovleno pri �� qislovomu model�vanni v umovah zminno� koncen�
traci� domixki kisn� v azoti� zminnih radiusi katoda �� ��� sm � � �
sm� i prikladenomu poli u me�ah� wo ohopl��t� vidomi parametri
pul�su�qogo negativnogo koronnogo rozr�du Dovedeno� wo shodin�
ka stvor��t�s� strumom zmiwenn�� viklikanogo zmino� napru�enosti
elektriqnogo pol� na poverhni katoda pri nabli�enni osnovno� hvili
ionizaci� abo katodospr�movanogo strimera �Sh� ris ����� ta isnu� pri
usih parametrah koroni� wo viklika�t� �� pul�saci�� zokrema� za vid�
sutnosti f ee �ris �b� �� Pri popadanni ioniv� stvorenih prekursorom�
na poverhn� zrosta� skladova strumu Ip Za rahunok vtorinno� ion�
elektronno� emisi� e� koncentraci� v oblasti generuvann� zrosta� i po�
��� V�Qigin�
I
Ip
I
r0=0.1 r0=0.4
I I = Ip + I
Ip
I
,
400
2
10
t, 400
) )
Ris � Zale�nosti skladovih strumu vid qasu pri parametrah nega�
tivno� koroni odnakovih iz ����� ale
a� koncentraci� kisn� dorivn��
� �� b� fotoelektronna emisi� vidsutn� i radius vistr� zmenxeno do � �
i � � sm
qina�t�s� formuvann� impul�su strumu Qas rozvitku �ogo peredn�o�
go frontu sutt�vo skoroqu�t�s� z rostom prikladeno� naprugi i zni�
�enni radiusa vistr�� tobto� z rostom efektivno� napru�enosti pol�
ta ionizaci� gazu �ris �� Na�vnist� EV domixok z visokimi koefici�n�
tami e� prilipann� i koncentraci�mi spovil�n�� rozvitok frontu
�ris
� Vmikann� f ee ta aee prizvodit� lixe do prixvidxenn� vi�
niknenn� osnovnogo impul�su� ne zmin��qi sutt�vo krutizni frontu
Pri velikih radiusah katoda� por�dku milimetra� trivalist� shodinki
� znaqno� �ris ���b� i �� amplituda zrosta� pri rosti fotoelektron�
no� emisi� Zni�enn� radiusa do des�tkiv mikrometriv� tobto� zni�enn�
plowi poverhni katoda u sotni raziv prizvodit� do nepomitnosti sho�
dinki � vona sta� du�e korotko� porivn�no z trivalist� frontu im�
pul�su �ris �a�b�� a vpliv f ee na ne� vidsutni� Pokazano� wo u praci
�
�� Morov pri zni�enni radiusa katoda zmodel�ovav impul�s strumu
iz shodinko�� �ku� za vidsutnosti virazu dl� strumu zmiwenn�� po�sniv
fotoelektronno� emisi�� � �k u praci ���� Oqevidno� zapereqenn� u
r�di nastupnih prac� inxih avtoriv roli f ee u formuvanni shodinki
� za�vim� oskil�ki ce� mehanizm di�sno � nehtu�qim pri koronu�qih
vistr�h u cih prac�h iz plowami emisi� na kil�ka por�dkiv menxih� ni�
pri�n�to� u ���� Takim qinom� otrimani avtorom rezul�tati dali
zmogu vstanoviti zale�nist� parametriv shodinki vid osnovnih para�
metriv negativno� koroni i zn�ti protiriqq� u �� traktuvanni� wo is�
nuvali dosi v literaturi �Zentner����� � gal�mu�qi� vpliv negativnih
ioniv na rozr�d� Akixev ���� � strum zmiwenn�� Morrow ����� Cernak
����� Akixev ���� � mehanizm fotoelektronno� emisi��
Utoqneno mehanizm pikovo� qastini impul�su negativno� koroni
Rezul�tati doslid�en� Akixeva
� Morrow R � Cernak M ta in otri�
mali podal�xi� rozvitok u c�� roboti pri rozxirenni oblasti vimir��
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
) )
I
I
Ip
Ip
I
I
,
t,0.01 0.02 28.528.3
1
10
0
0
)
I
Ip
I
,
t,0.6 0.7
5
0
Ris � Obqisleni impul�si strumu u povitri pri parametrah rozr�du
a�b� ����� r �� � �
mm� U����� V i v� ����� r ��� ��� mm� U�
�� V� �ki �
bliz�kimi do vidpovidnih zmodel�vanih ���� i vimir�nih ����
vann� i qislovogo model�vann� za umov rozdilenn� strumiv zmiwenn�
ta ioniv� zmini gazu �azot� argon�� EV domixki �kisen�� xestiftorista
sirka� i �� koncentraci� ��� ��� � ����� radiusa katoda �� ��� � � � sm�
i prikladeno� naprugi ����� ������ V� Pokazano� wo pikove znaqen�
n� strumu zada�t�s� sumo� maksimal�nogo potoku pozitivnih ioniv i
maksimal�nih vid��mnih znaqen� strumu zmiwenn� na poverhni katoda
pri prihodi hvili ionizaci� �ris �� i zale�it� vid pol�� geometri� pro�
storu� tipu gazu i koncentraci� �zokrema� pri ��� kisn� pik impul��
su sta� slabo pomitnim u porivn�nni z prekursorom � ris
� Strum
zmiwenn� vnosit� znaqni� vklad u pikovi� strum pri velikih radiusah
katoda �ris �b� Nedavno avtorom ���� vvedeno korektivi u formu�
lu dl� strumu rozr�du z vkl�qenn�m komponenti zmiwenn� Rist pika
strumu za rahunok f ee ta aee emisi� z real�no malih katodiv�vistr
� nehtu�qe malim Nequtlivist� pika strumu ���� ��� ��� do fotopro�
cesiv na katodi mo�na po�sniti nasiqenn�m ionizaci�no� hvili kritiq�
nim qislom ioniv pri pributti do poverhni Takim qinom� znima�t�s�
protiriqq� u traktuvanni pika impul�su strumu negativnogo koronno�
go rozr�du� wo isnuvali dosi v literaturi �osnovni mehanizmi
Morrow
����� Akixev ���� � strum ioniv� Cernak ��������� � ne ionni�� a stri�
merni��
Visokoqastotni pul�saci� strumu negativno� koroni vperxe zmo�
del�ovano pri pri�n�tti radiusa trubki strumu v oblasti generuvan�
n� zbil�xenim u kil�ka raziv porivn�no z radiusom vistr� Na osnovi
analizu rozpodiliv zar�div i pol�� a tako� usih pripoverhnevih funkci�
rozr�du vstanovleno� wo VQPS � rezul�tatom zmini potoku pozitiv�
nih ioniv na katod� �ki� viklika�t�s� zvorotnim zv��zkom �h pripo�
��� V�Qigin�
verhnevo� koncentraci� i elektriqnogo pol� ta intensivnosti ionizaci�
u hvostovi� qastini oblasti generuvann� �vid��mno� vol�t�amperno�
harakteristiko� ci�� oblasti� Zmodel�ovani VQPS za harakterom �
bliz�kimi do vimir�nih
ris �a� Ro� � � ��
� Om � do ris �� S��O ��
� �� �� ris �a� Ro� � � ��
� Om � do ris �b� ����� ris �v� S��O � � � �
� � do ris �g� ����� ris �a�v� Ro� � � ��
�Om i � � �� � Om � do ris �b�g�
���� Podil VQPS na tri tipi �pripikovi� prihvostovi �ris �a�b� i
perehidni do �evri�qogo rozr�du abo probitt� �ris �v�g i ris �� vve�
deno vperxe Vi�vilos�� wo znahod�enn� xaru negativnogo zar�du
zovs�m bliz�ko do xaru pozitivnih ioniv v oblasti generuvann� pidsi�
l�� VQPS Metastabil�ni molekuli azotu pidtrimu�t� rozxireni�
prostir mi� cimi xarami� wo pidtverd�u�t�s� pereva�no� vidsut�
nist� VQPS u seredni� qastini impul�siv strumu v N� �O� �ris �a�
50
2 3
)
I,
t,
1 106
5 106
) )
t,
0.2
0.3
7
I,
6
)
Ris � Obqisleni impul�si strumu v N� �O � iz VQPS a� ��go i ��go
tipu zale�no vid obme�u�qogo oporu� Om� v� ��go i
�go tipu zale�no
vid C��O�
Sutt�ve zbli�enn� riznozar�dnih xariv vidbuva�t�s� na stadi�h
narostann� strumu� koli proces vidlipann� pri udarah vid��mnih ioniv
z metastabil�nimi molekulami � we slabkim Vidpovidno po�sn��t��
s� po�va drugogo tipu VQPS u kinci impul�su u slabo negativnomu
vodni ���� i v azoti ��
� Pri visokih koncentraci�h EV domixki VQPS
mo�ut� viroditis� i pro�vl�tis� u vigl�di odnogo gorba pisl� pika im�
pul�su� uskladn��qi �h interpretaci� ���� Osoblivo� vimogo� dl�
isnuvann� qitkih VQPS � pidtrimann� os�ovo� simetri� prikatodnogo
prostoru Obme�enn� v utvorenni bokovih katodnih �pl�m� � mo�li�
vim pri vikoristanni u roli katoda torc� tonko� drotini Za pevnih
umov VQPS mo�ut� perehoditi u pozaimpul�sni �modi� �treti� tip�
ris �v�g� ris ��� a dali � u �evri�qi� rozr�d abo probitt� prostoru
Vpliv fotoprocesiv vperxe vrahovano pri qislovomu model�van�
ni rostu pikovo� dil�nki impul�su strumu u sumixi gaziv N� � O� za
neznaqnogo rostu koncentraci� kisn� �ris �a� Vi�vilos�� wo bez
nakopiqenn� molekul kisn� u prikatodni� oblasti rozr�du� utvore�
nih pri udarah vid��mnih ioniv zi zbud�enimi� zokrema� metastabil��
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
60
,
2 t,
)
)
0.8
)I,
600
0
5
t,
)
Ris � Obqisleni visokoqastotni pul�saci� strumu u sumixi gaziv N��
O� pri niz�kih obme�u�qomu opori i koncentraci� kisn�
a� R o �
� � �� �Om� S��O�� �� v� R o�� � ��
�Om� S�� O� � poznaqeno ciframi
b�g� Vimir�ni VQPS v azoti ����
nimi molekulami azotu ne vda�t�s� po�sniti navit� �kisno ce �viwe
� rist ionizaci� molekul gazu udarami elektroniv bez c�ogo � m�zernim
Takim qinom� pidtverd�eno� wo harakter pika impul�su strumu nega�
tivno� koroni zumovl��t�s� vza�modi�� hvili ionizaci� z poverhne�
pri nabli�enni do katoda� a strimerni� qisto ob��mni procesi � slab�
kimi ���� U sumixi Ar � O� taki� vpliv metastabil�nih atomiv ne
sposteriga�t�s�� oskil�ki intensivnosti zbud�enn� visokoenergetiq�
nih staniv argonu elektronami � niz�kimi qerez sutt�vi vtrati ener�
gi� elektroniv na zbud�enn� niz�koenergetiqnih staniv argonu Krim
togo� dov�ina osnovnih lini� argonu ������ i ������ A o pri pereho�
dah
� S � �
� P � i
� S � �
� P � le�it� za me�ami oblasti dopustimih
do ionizaci� molekul kisn� � ���� A� Ocinku vplivu e �vidrivann�
pri zitknenn�h ioniv O �
� zi zbud�enimi metastabil�nimi molekulami
azotu na harakter hvostovo� qastini impul�su strumu v N� vikona�
no vperxe V argoni� de zaselenist� visokoenergetiqnih zbud�enih
staniv � niz�ko�� pereva�a� proces prilipann�� u zv��zku z qim kru�
tizna spadann� strumu � viwo�� strum � znaqno ni�qim� ni� v azoti�
a VQPS naklada�t�s� na ves� impul�s strumu �ris �b�
Dopuskalos�� wo impul�si Triqel� u qistih elektrododatnih gazah
� mo�livimi
pri zni�enni koncentraci� EV domixki zovnixni� opir
vidigra� �� rol� �Sigmond ���
�� strumi negativno� koroni� pri �kih
sposteriga�t�s� pul�saci�� � ni�qimi vid strumiv �� zapalenn� ��
�
Naxi doslid�enn� oblasti isnuvann� pul�su�qo� koroni pri strumah
viwih vid strumu �� zapalenn� pokazali� wo pri zni�enni koncentraci�
kisn� v argoni vona rizko zvu�u�t�s�
vid �
�� � ���� V pri koncen�
traci� � ��� do ���� � ���� V pri zalixkovi� koncentraci� � ���� Zmo�
del�ovani pri takih strumah i slidovih znaqenn�h koncentraci� kisn�
impul�si zliva�t�s� i rozr�d perehodit� u �evri�qi� abo probit�
t�� zokrema� qerez VQPS �ris �a�v�� zatrimu�qis� u qasi pri rosti
zovnixn�ogo obme�u�qogo oporu
��� V�Qigin�
Parametri plazmi pul�su�qo� negativno� koroni vperxe obqisle�
no v ����� vikoristovu�qi otrimani rozpodili koncentraci� zar�div i
pol� Vi�vleno� wo diapazon zmini deba�vs�kogo radiusa ekranuvann�
D � visokim prot�gom isnuvann� impul�su
za me�ami � por�dku odi�
nic� sm� u moment pika � � �� � �� �� sm Dali D narosta� do znaqenn�
por�dku � ���� sm i zberiga�t�s� ma��e posti�nim u me�ah isnuvann�
impul�su Takim qinom� druga umova isnuvann� plazmi vikonu�t�s�
til�ki u qas protikann� pika impul�su U poqatkovi momenti rostu
strumu plazma znahodit�s� bliz�ko do seredini oblasti generuvann�
�� ��sm� i �� xirina � por�dku � ��� sm Pri piku strumu vona � bil�
poverhni katoda �� � ���� sm�� a �� xirina � � ��
sm Pisl� pro�
hod�enn� pika xirina plazmi znovu zmenxu�t�s� ma��e u
razi� a
�� seredn� polo�enn� neznaqno �plava�� v okoli � ��� sm Zale�nist�
seredn�o� energi� elektroniv u plazmi vid qasu perebuva� u povni� an�
tifazi zi strumom Pri du�e niz�kih strumah seredn� temperatura
elektroniv Te � por�dku ����� � ����� K� pri piku strumu � ���� �
����� K Ma��e sinfazno z Te zmin��t�s� temperatura ioniv u me�ah
��� K �
�� K Otrimani dani vidnos�t� plazmu negativno� koroni do
tipu niz�kotemperaturno� nerivnova�no�
�� VISNOVKI
Oprac�ovana metodika vstanovlenn� fiziqnih mehanizmiv skladnih
pul�saci� strumu� wo vkl�qa�t� osnovni impul�si i �h vtorinni struk�
turi � prekursor� shodinku peredn�ogo frontu� pikovu i hvostovu
qastini� a tako� visokoqastotni pul�saci�� z vikoristann�m danih
vimir�van� i rezul�tativ matematiqnogo model�vann� Osnovni re�
zul�tati� otrimani v roboti� zvod�t�s� do takih
Vimir�ni zale�nosti parametriv impul�su strumu vid tipu gazu �
dostatn�o informativnimi dl� vstanovlenn� mehanizmiv pul�saci�
am�
plituda� trivalist� i zar�d impul�su v azoti � znaqno bil�ximi� ni� v
argoni� pik impul�su zrosta� v N� i spada� v Ar z rostom koncentraci�
kisn�
Kinetiqna model� negativno� koroni zadovil�no opisu� povedinku
osnovnih impul�siv strumu i �h vtorinnih struktur pri vkl�qenni
ionizaci� atomiv qi molekul osnovnogo gazu udarami elektroniv� pri�
lipann� elektroniv do molekul EV domixki i vidlipann� elektroniv
pri udarah vid��mnih ioniv z atomami qi molekulami osnovnogo gazu�
dre�f zar�div� ion� i fotoelektronni emisi�
Vstanovleno� wo prekursor impul�su strumu utvor��t�s� stru�
mom zmiwenn�� spriqinenogo lavinnim rozmno�enn�m zarodkovih za�
r�div u visokoenergetiqni� pripoverhnevi� oblasti rozr�du i ma� vi�
gl�d korotkogo �do �� ns� impul�su z amplitudo� na por�dok ni�qo�
vid amplitudi osnovnogo impul�su Vin isnu� do prihodu pozitivnih
ioniv na poverhn� katoda� viklikann� nimi vtorinno� elektronno�
emisi� i lavinnogo rostu osnovnogo impul�su Otrimani rezul�tati
da�t� zmogu zn�ti isnu�qi protiriqq� u �ogo traktuvanni Zokrema
pokazano� wo pri du�e visoki� koncentraci� elektrovid��mnogo gazu
����� kisn�� osnovni� impul�s strumu prigniqu�t�s� do prinul�o�
vih znaqen� za rahunok prilipann� elektroniv i zalixa�t�s� lixe
prekursor� a veliki� vnesok vid fotoelektronno� emisi�� wo sposteri�
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
ga�t�s� u rozrahunkahMorrow po�sn��t�s� pri�n�to� nadto veliko�
dl� koronnogo rozr�du plowe� katodu
Dovedeno� wo shodinka na peredn�omu fronti osnovnogo impul�su
strumu utvor��t�s� strumom zmiwenn�� viklikanogo zmino� napru�e�
nosti elektriqnogo pol� na poverhni katoda pri nabli�enni do n�ogo
osnovno� hvili ionizaci�� � isnu� za vsih parametr�v koroni� wo vikli�
ka�t� �� pul�saci�� zokrema� pri vidsutnosti fotoelektronno� emisi� z
poverhni Otrimani rezul�tati dali zmogu vstanoviti zale�nist� pa�
rametriv shodinki vid osnovnih parametriv negativno� koroni i zn�ti
protiriqq� u �� traktuvanni� wo isnuvali dosi v literaturi �Zentner ����
� gal�mu�qi� vpliv negativnih ioniv na rozr�d� Akixev ���� � strum
zmiwenn�� Morrow ����� Cernak ����� Akixev ���� � mehanizm fotoelek�
tronno� emisi��
Pokazano� wo pikova qastina impul�su strumu zada�t�s� sumo�
maksimal�nogo potoku pozitivnih ioniv i maksimal�nih vid��mnih zna�
qen� strumu zmiwenn� na poverhni katoda pri prihodi do ne� osnovno�
hvili ionizaci� Pik strumu zale�it� vid tipu elektrododatnogo gazu
ta elektrovid��mno� domixki i �� koncentraci� �zokrema� pri ���� kis�
n� i radiusi katoda � � sm pikova qastina impul�su sta� slabo pomitno�
porivn�no z amplitudo� prekursora i shodinki� Vstanovleno� wo �o�
go rostom za rahunok fotoelektronno� ta avtoelektronno� emisi� z re�
al�no malih katodiv�vistr mo�na nehtuvati Takim qinom� otrimani
rezul�tati dali zmogu uzagal�niti zale�nist� osnovnogo pika stru�
mu negativnogo koronnogo rozr�du vid osnovnih parametriv rozr�du
i zn�ti protiriqq� u traktuvanni �ogo� wo isnuvali dosi v literaturi
�osnovni mehanizmi
Morrow ���� � vtorinna fotoelektronna emisi��
Cernak ���� � ne ionni�� a strimerni�� Akixev ���� � strum ioniv�
Vstanovleno� wo harakter zale�noste� parametriv impul�siv stru�
mu negativno� koroni vid koncentraci� elektrovid��mno� domixki vi�
znaqa�t�s� kinetiqnimi procesami u pripoverhnevi� oblasti generu�
vann� i bliz�ki� do ne� qastini dre�fovo� oblasti� u me�ah des�tkiv�
soten� mikrometriv C� sukupna oblast� prot�gom usih faz pul�saci�
negativno� koroni dilit�s� na xari z rizno�mennimi zar�dami ixarom
nerivnova�no� plazmi mi� nimi Vi�vleno� wo u fazi rostu impul�su
strumu zni�enn� pol� bezposeredn�o za xarom pripoverhnevih pozi�
tivnih ioniv prizvodit� do rostu intensivnosti prilipann� elektroniv
i koncentraci� negativnih ioniv� a ot�e� do �h znaqnogo zvorotnogo
vplivu na dinamiku hvili ionizaci� Tomu rist koncentraci� domixki
prizvodit� do zni�enn� strumu i prixvidxenn� spadu integrala na�
povnenn� u pripoverhnevi� oblasti do kritiqnogo znaqenn�� pri �ko�
mu pripin��t�s� rozr�d� tobto� do skoroqenn� trivalosti impul�su� a
ot�e� do znaqno xvidxogo spadu �ogo zar�du Otrimani rezul�tati
da�t� zmogu vstanoviti osnovni harakteristiki pul�saci� negativ�
no� koroni zale�no vid stanu gazu i utoqniti traktuvann� okremih z
nih� wo isnuvali dosi �Sigmond ���
� impul�si � rezul�tatom gri mi�
ionizaci�no� i dre�fovo� oblast�mi� a period �h povtorenn� � ce qas
oqiwenn� prostorovogo zar�du ostann�o��
Vstanovleno� wo visokoqastotni pul�saci� strumu� �ki naklada�t��
s� na osnovni impul�si strumu koroni i �ogo qasovi zale�nosti pri
perehodi do �evri�qogo rozr�du i probitt� gazovogo prostoru� vini�
ka�t� v rezul�tati zmini potoku pozitivnih ioniv na katod v umovah
��� V�Qigin�
samoekranuvann�� pri �komu isnu� zvorotni� zv��zok mi� �h koncen�
traci�� na poverhni i polem u hvostovi� qastini oblasti generuvann�
VQPS isnu�t� pri niz�kih koncentraci�h EV domixok i malih radiu�
sah vistr� Matematiqno zmodel�ovano ci pul�saci� strumu pri zadan�
ni popereqnogo pererizu generu�qo� oblasti rozr�du zbil�xenim na
por�dok porivn�no z vidpovidnim rozmirom koronu�qogo vistr� Otri�
mani rezul�tati dali zmogu vstanoviti umovi isnuvann� VQPS koro�
ni� �evri�qogo rozr�du i probitt� � zn�ti protiriqq� u �h traktuvan�
ni� wo isnuvali v literaturi �Hosokawa ����
gorb pisl� pika impul�su
strumu � maksimumom potoku ioniv pri prihodi strimera na poverhn�
katoda� VQPS � ce
Morrow ���� � �pozdov�ni kolivann� elektriq�
nogo pol��� Cernak ���� � �turbulizaci� plazmi elektronnim puqkom��
Wagner ���� � �ne�triqelivs�ki i �h mehanizm potrebu� vivqenn��� Aki�
xev ����
�visokoqastotni kolivann� v azoti du�e podibni na impul�si
Triqel� u povitri pri analogiqnih parametrah koroni
Vi�vleno vidminni zale�nosti parametriv pikovo� qastini impul��
siv strumu vid koncentraci� EV domixki v azoti ta argoni Zmodel�o�
vano rist pika strumu v azoti pri pidviwenni koncentraci� kisn� za
rahunok vidrivann� elektroniv pri zitknenni negativnih ioniv iz zbu�
d�enimi metastabil�nimi molekulami azotu� nakopiqenn� domixki i
rostu ionizaci� sumixi gaziv V argoni amplituda impul�su spada� z ro�
stom koncentraci� kisn�� oskil�ki procesi vidlipann�� zv��zani z meta�
stabil�nimi atomami� � slabkimi Otrimani rezul�tati da�t� zmogu
po�sniti podibni efekti� zokrema� zare�strovani� rist pika strumu
negativno� koroni pri rosti koncentraci� xestiftoristo� sirki u po�
vitri �Zentner ����� i rosti tisku povitr� �Hosokawa �����
Vi�sneno� wo visokoqastotni pul�saci� strumu v azoti pidsil��t��
s� u momenti protikann� pikovo� i hvostovo� qastin impul�su qerez zni�
�enn� koncentraci� metastabil�nih molekul azotu i oslablenn� vidli�
pann� elektroniv vid negativnih ioniv domixki V argoni VQPS isnu�
�t� prot�gom us�ogo impul�su strumu� a krutizna spadu userednenogo
strumu � viwo�� ni� v azoti� oskil�ki vpliv metastabil�nih atomiv
� slabkim Cim mehanizmom mo�na po�sniti po�vu VQPS na riznih
qastinah impul�siv strumu negativno� koroni� zare�strovanih inximi
avtorami �Cernak ����� Wagner ���� � u vodni� Akixev ���� � v azoti�
Pokazano� wo plazma negativno� koroni posti�no pul�su� �k u pro�
stori generaci�no� zoni� tak i v qasi� sinfazno iz zmino� strumu Otri�
mani useredneni temperatura i koncentraci� elektroniv vidnos�t� plaz�
mu negativno� koroni do tipu niz�kotemperaturno� nerivnova�no�
L�TERATURA
��� Kapcov N�A� Koronny� razr�d i ego primenenie v �lektrofil��
trah M �L
Gostehizdat ���� ��� s
��� Leb L� Osnovnye processy �lektriqeskih razr�dov v gazah
M �L
Gostehizdat ���� ��� s
�
� Granovski� V�L� �lektriqeski� tok v gaze M
Nauka ���� ��
s
��� Ra�zer ��P� Fizika gazovogo razr�da M
Nauka ���� ��� s
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
��� Spravoqnik po pyle� i zoloulavlivani�� Pod redakcie�
A A Rusanova M
�nergoatomizdat ���
��� s
��� Patent ����� Ukra�ni� V�
S
��� Elektrofil�tr� Qigin� V
�Ukra�na�� DU �L�vivs�ka politehn� �
���
�
��� Za�v �� �
���
Opub
� �� ��� B�l N
��� Kogelschaltz U� Int Sympos Electr Technol For Envir Protect � Lodz�
Poland ���� ��� �
�
��� Rusanov V�D�� Fridman A�A�Fizika himiqeski aktivno� plazmy
M
Nauka ���� ��� s
��� Dors M�� Mizeraczyk J� J of Electrostatics ���� �� ���
�
���� Ponizovski A�� Ponizovski L�� Kryutchkov S� et al� Proc Int Symp High
Pressure Low Temper Plasma Chemistry� HAKONE YII� Greifswald
����
���
��
���� Kuzmichev A� et al� �� th Int Symp on Plasma Chemistry� Prague ����
���������
���� Kogelschaltz U� Ozone generation and dust collection In
Electrical
discharges for environmental purposes
Fundamentals and applications
Chapt ��� Ed E M van Veldhuizen� New York ����
���
��
��
� Spyrou N�� Peyrous R� and Held B� J Phys D
Appl Phys ���� ��
�
����
�
���� Soloshenko I� A� Proc �� th Int Symp on Plasmachemistry� ISPC����
Orlean ���� ��
����
���� Bogdanov A�� Vo�tenko A�� Denbnovecki� S� i dr� Ukr �urn med
tehn i tehn�� ����
��� �����
���� Rutger W��Veldhuizen E� HAKONE YII� Intern Symposium High Pres�
sure Low Temper Plasma Chemistry Greifswald ����
��
��
���� D��kov A�� Bobrov ��� Sorokin A�� �rgelenas �� Fiziqeskie
osnovy �lektriqeskogo probo� gazov M
Izd�vo M�I ���� ��� s
���� Fiziko�tehniqeskie problemy peredaqi �lektriqesko� �nergii
Sb nauqn st Vyp �� Pod red A D��kova M
Izd�vo M�I ����
�� s
���� Van Brunt R�J� IEEE Trans on Dielectrics and Elec Insulation ���� ��
� �������
���� Mass�spektral�ny� analiz smese� s primeneniem ionno�moleku�
l�rnyh reakci� � A Pol�kova� I Revel�ski�� M Tokarev i dr
Pod red A Pol�kovo� M
Himi� ���� ��� s
���� Sigmond R�� Goldman M�� Goldman A� et al� Proc �� th Int Symp on
Plasma Chemistry� Loughborough� UK ���
���
��� V�Qigin�
���� Qigin� V� Visnik DU �L�vivs�ka politehnika� ����
�� �������
��
� Aints M�� Haljaste A� Kudu K�� Plank T� J Phys D
Appl Phys ����
� �
� �������
���� Qigin� V�� Proc� O� Visnik DU �L�vivs�ka politehnika� ����
�
������
���� Avtors�ke Sv�doctvo ������� SSSR� MKI V �
S
��� Appa�
rat dl� razdeleni� gaza �Qigin� V � Bily� � Korbecki� R �
����������� Za�v �� �� ��� Op �� �� ��� B�l
��
s
���� Loeb L�B�� Kip A�� Hudson G�� Bennet W� Phys Rev ����
�������
���� Weissler G�L� Phys Rev ���
� ������
���� Zentner R� Z Angew Phys ���� �� ����
��
���� Ikuta N� and Kondo K� Proc � th Int Conf on Gas Discharge� IEE Conf
Publ ���� ��� �����
�
�
�� Morrow R� Phys Rev A ���� �� �����
�
�� Cernak M�� Hosokawa T� Jap J Appl Phys ���� � �
�
�� L�����
L���
�
�� Kulkarni S� and Nema R� Proc � th Int Symp on Gas Dielectrics� New
York ���� �
�����
�
� Kudu K�� Laan M�� Paris P� Tezisy dokl � Konf Po fizike ga�
zovogo razr�da� Kazan� ���� q � �����
�
�� Qigin� V�� Omel�quk O�V� Visnik NU �L�vivs�ka Politehnika�
����
�� �����
�
�� Qigin� V� Visnik NU �L�vivs�ka Politehnika�� Elektronika ����
�� �
�����
�
�� Qigin� V� Ukr fiz �urn ���� ���
�
���
��
�
�� Chyhin V� Conden Matter Phys ���� ��
�
�� �������
�
�� Chyhin V� Problems of Atomic Science and Technology Ser
Plasma
Physics ����
� ���� �������
�
�� Chyhin V� Problems of Atomic Science and Technology Ser
Plasma
Physics ����
����� �������
���� Qigin� V�I� Fiziqni mehanizmi pul�saci� negativno� koroni Ruko�
pis �� Dis na zdobutt� vqenogo stupen� doktora fiz �mat nauk
Harkiv� ���� ��� s
���� Cernak M�� Hosokawa T�� Kobayashi S�� Kaneda T� J Appl Phys ����
����
�� ���
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ��
���� Zahoranova A�� Cernak M�� Stefecka M� and Wagner H��E� Czech J
Phys ���� ���
�� �������
�
��
� Akixev ��� Gruxin M�� Koqetov I� I dr� Fizika plazmy ����
�� �������
���� Morrow R� Phys Rev A ���� ���
���������
���� Napartovich A�� Akishev Yu�� et al� J Phys D
Appl Phys ���� � �����
��
�
���� Sigmond R�S� in Electrical Breakdown of Gases� Wiley ���� P
��
���� Akixev �� i dr� Fizika Plazmy ���� ���
�� ����
���� Cernak M�� Hosokawa T� Phys Rev A� Brief Reports ���� ���
�
���������
���� Cernak M�� Kaneda T�� Hosokawa T� Jap J Appl Phys ���� ���
��
���������
���� Zentner R� Z Angew Phys ���� �� ����
��
���� Patent ����� A Ukra�ni� N�
V ���� Generator relaksaci�nih ko�
livan� � Qigin� V � DU �L�vivs�ka politehnika� �
���������
Za�vl �� �� ��� Opubl
� �� ��
���� Qigin� V�� Pal�h B� F�z zb NTX ���� � ����
��
� Chyhin V� �� th European Conference on Atomic and Molecular Physics
of Ionised Gases� ESCAMPIG Dublin� Ireland ���� �������
���� Slovecki� D� Modelirovanie i metody rasqeta fiziko�himiqes�
kih processov v nizkotemperaturno� plazme M
Nauka ����
��� s
���� Haksli L�� Krompton R� Diffuzi� i dre�f �lektronov v gazah
M
Mir ���� ��� s
���� Mak�Iven M�� Fillips L� Himi� atmosfery M
Mir ����
�� s
���� Slovecki� D� Mehanizmy himiqeskih reakci� v neravnovesno�
plazme M
Nauka ����
�� s
���� Eliasson B�� Kogelschaltz U� Basic data for Modelling of electrical dis�
charges
Oxygen Baden� Report N KLR �����C ���� ��� p
���� Sigmond R�S� Electron and Ion Phys Res Group� Phys Department�
N���
�� Trondheim� Norway ���
�
� p
���� Kossyi I�� Kostinaky Yu�� Matveyev A� and Silakov V� Plasma Sources
Sci Technol ���� � �������
���� Eichwald O�� Yous
M�� Benabddessadok M� J Appl Phys ���� ���
�� ���������
��� V�Qigin�
���� Aleksandrov N�� Vysika�lo F�� Islamov R� i dr� TVT ���� ���
�������
��
� Hartmann G� and Gallimberti I� J Phys D
Appl Phys ���� � ����
���
���� Akixev ��� Elkin N�� Napartoviq A� Fiz Plazmy ���� ���
vyp �� �������
�
���� Akixev ��� Der�gin A�� Karal�nik V� i dr�Fiz Plazmy ���� � �
� �������
���� Mak�Daniel� I� Processy stolknoveni� v ionizirovannyh gazah
M
Mir ���� �
� s
���� Smirnov B�M� Otricatel�nye iony M
Atomizdat ���� ��� c
���� Mak�Daniel� I�� M zon
� Podvi�nost� i diffuzi� ionov v gazah
M
Mir ���� ��� s
���� Chyhin V� �� Europh Conf ESCAMPIG��� Dublin ���� �������
���� Chyhin V� �� Europhys Conf ESCAMPIG� Miskolc� Hungary ���� ����
���
���� Ranjan R�� and Goodyear C� J Phys B
Mol Phys ���
���������
���� Wynn M�� Martin J� J Chem Phys ���� �� ������
��
� Gallimberti I�� Hepworth J� and Klewe R� J Phys D
Appl Phys ����
� �������
���� Jelenkovich B�� Phelps A� Phys Rev A ���� � �
�
�� �
����
��
���� Smirnov B�M� Vozbu�dennye atomy M
Atomizdat ���� �
� c
���� Smirnov B�Iony i vozbu�dennye atomy v plazme M
Atomizdat
���� ��� c
���� Parkes A� Vacuum ���� ���
�� �������
���� Penney G� And Hummert G� J Appl Phys ���� �� �������
���� �elezn�k M�� Mnacakan�n A�� Sizyh S� TVT ���� � �
��
����
���� Morrow R�� Lowke J� J Phys D
Appl Phys ���� � �������
���� Morrow R� J Phys D
Appl Phys ���� �
����
���
���� Messi G� Otricatel�nye iony M
Mir ���� ��� s
��
� Hasted D�� Fizika atomnyh stolknoveni� M
Mir ���� ��� s
���� Akishev Yu�� Kochetov I�� Loboiko A�� Napartovich A� Proc Intern Symp
High Pressure Low Temper Plasma Chemistry� HAKONE��� Greifswald�
HAKONE YI� Kork ����
���
��
Doslid�enn� plazmi koronnogo rozr�du ���
���� Boris J�P� and Book D�L� Methods in computational physics� Ed Killen
J � Acad Press� N Y ���� p ����
�
���� Samarski� A� Vvedenie v teori� raznostnyh shem M
Nauka
���� ��� s
���� Reter G� �lektronnye laviny i probo� v gazah M
Mir ����
��� c
���� Qigin� V�� Karp��k S� Visnik NU �L�vivs�ka Politehnika�� Elek�
tronika ����
�
� ��
����
EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS
AND NUMERICAL MODELLING
OF CORONA DISCHARGE PLASMA
Vasyl CHYHIN
Academy of Land Forces by Petro Sahaydachny�
� Gwardiyska Str � Lviv ������ Ukraine
e�mail
vchygin polynet lviv ua
A complete cycle of experimental and theoretical investigations and math�
ematical modellings of the plasma processes in negative corona under the
ambient pressure of nitrogen�oxygen and argon�oxygen gas mixtures has been
carried out The oxygen concentration varied within the range of ��������
The e!ect of oxygen� geometrical and electrical parameters on the current
pulsation was investigated The numerical modelling of the corona current
has been realized� using continuity di!erential equations for "uxes of charges�
supplemented by the Poisson�s equation for an electrical #eld in quasi�two�
dimensional space The kinetic model includes the ionization and excitation
of Ar atoms and N� molecules by electron collisions� the ionization by pho�
tons� the attachment of electrons to O� � their detachment from O�
� due to
collisions with N� in the ground and excited states� the charge drift and the
surface photo� and ion�electron emission The physical mechanisms of com�
plex corona current pulse� as the precursor� as well as the pulse step and the
high�frequency pulsations of current have been determined It is shown that
the peak part shape in N� � O� mixture is formed due to rise of an electric
#eld in the initial phases of a pulse� the subsequent increase of high energy
excitation of N� levels and the photoionization of oxygen molecules In the
case of Ar �O� � this process is is weakened due to the lowered energy of the
electrons
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-75290 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1563-3569 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:52:01Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Західний науковий центр НАН України і МОН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Чигінь, В. 2015-01-27T21:07:17Z 2015-01-27T21:07:17Z 2011 Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду / В. Чигінь // Праці Наукового товариства ім. Шевченка. — Л., 2011. — Т. 8: Фізичний збірник. — С. 257-285. — Бібліогр.: 88 назв. — укр. 1563-3569 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75290 A complete cycle of experimental and theoretical investigations and mathematical modellings of the plasma processes in negative corona under the ambient pressure of nitrogenoxygen and argon-oxygen gas mixtures has been carried out. The oxygen concentration varied within the range of 0,01-21%. The efect of oxygen geometrical and electrical parameters on the current pulsation was investigated. The numerical modelling of the corona current has been realized , using continuity differential equations for fluxes of charges , supplemented by the Poisson s equation for an electrical field in quasi-two-dimensional space. The kinetic model includes the ionization and excitation of Ar atoms and N₂ molecules by electron collisions the ionization by pho tons the attachment of electrons to O2, their detachment from O⁻₂ due to collisions with N₂ in the ground and excited states the charge drift and the surface photo and ion-electron emission The physical mechanisms of complex corona current pulse as the precursor as well as the pulse step and the highfrequency pulsations of current have been determined. It is shown that the peak part shape in N₂+ O₂ mixture is formed due to rise of an electric #eld in the initial phases of a pulse the subsequent increase of high energy excitation of N₂ levels and the photoionization of oxygen molecules. In the case of Ar + O₂ this process is weakened due to the lowered energy of the electrons. uk Західний науковий центр НАН України і МОН України Праці наукового товариства ім. Шевченка Наукова конференція "Фiзична електронiка в Українi: iсторiя, здобутки, перспективи" Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду Еxperimental investigations and numerical modelling of corona discharge plasma Article published earlier |
| spellingShingle | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду Чигінь, В. Наукова конференція "Фiзична електронiка в Українi: iсторiя, здобутки, перспективи" |
| title | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду |
| title_alt | Еxperimental investigations and numerical modelling of corona discharge plasma |
| title_full | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду |
| title_fullStr | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду |
| title_full_unstemmed | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду |
| title_short | Експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду |
| title_sort | експериментальнi дослiдження i чисельнi моделювання плазми коронного розряду |
| topic | Наукова конференція "Фiзична електронiка в Українi: iсторiя, здобутки, перспективи" |
| topic_facet | Наукова конференція "Фiзична електронiка в Українi: iсторiя, здобутки, перспективи" |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/75290 |
| work_keys_str_mv | AT čigínʹv eksperimentalʹnidoslidžennâičiselʹnimodelûvannâplazmikoronnogorozrâdu AT čigínʹv experimentalinvestigationsandnumericalmodellingofcoronadischargeplasma |