Энерго - и массообмен в разреженном газе и плазме для космических и вакуумных технологий

Проект направлен на получение новых знаний о природе физических явлений в разреженном газе и плазме. Актуальность исследования определяется необходимостью развития космических и вакуумных технологий, необходимостью создания новых материалов и покрытий на нано уровне. Объектом исследования являются неравновесные процессы в разреженном газе и плазме, в том числе при формировании наноструктур. Основные цели проекта включают в себя получение новых знаний по следующим направлениям: – Истечение жидкостей, их паров и газожидкостных смесей в вакуум; – Синтез наноструктур в дуговом разряде низкого давления; – Газофазное осаждение полимерных и алмазных структур; – Течения разреженного газа при газоструйном осаждении и лазерной абляции; – Формирование структур в пылевой плазме газового разряда; – Неравновесные процессы при лазерном нагреве, испарении и кристаллизации; – Низкочастотный индукционный разряд; – Синтез и свойства тонких пленок субоксида кремния. В проекте решен ряд задач: • Выполнен цикл экспериментальных исследований по управлению пространственной структурой течения в струе за соплом с помощью экранов на выходной части сопла. Установлены закономерности истечения газа в вакуум из сопла с замкнутым экраном. • Получены новые данные о свойствах наночастиц олова синтезированных электродуговым методом; синтезированный суперпарамагнитный порошок использован в биологических исследованиях; численно решена задача о нестационарном теплообмене между сферической наночастицей при температуре фазового перехода с учетом контактого теплового сопротивления Капицы. • Разработан и собран экспериментальный участок для осаждения методом HWCVD фторполимерных покрытий. Получены экспериментальные данные о влиянии определяющих параметров (давление и расход газа предшественника, температура нити активатора) на морфологию, скорость осаждения и свойства смачивания полученных покрытий. • Проведен газоструйный синтез алмазных структур на молибденовой, кремниевой и кварцевой подложках. • Получены расчетные данные о влияния газодинамики на процесс осаждения алмазных структур в условиях газоструйного осаждения из смеси газов, активированных в СВЧ-разряде. • Получены зависимости равновесных межчастичных расстояний в одномерной пылевой цепочке от напряжённости внешнего электрического поля и длины свободного пробега; • Разработана модель неконгруэнтного испарения двухкомпонентных полупроводников и металлических сплавов импульсным лазерным излучением. Модель позволяет предсказывать уровень температур, глубину расплава и абляции, количество испаренного вещества для каждого компонента. • Показано, что интенсивность тормозного излучения электронов отслеживает периодическое изменение напряженности электрического поля низкочастотного индукционного разряда. • Синтезированы микроканаты и коконоподобные структуры из нанопроволок SiOx на металлических подложках методом газоструйного химического осаждения с активацией электронно-пучковой плазмой с использованием оловянного и индиевого катализаторов. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования представляют научную и практическую ценность в целом и по отдельным научным направлениям.