Неравновесная нетермическая плазма в плазменном факеле СВЧ-разряда атмосферного давления

Проект направлен на исследование свойств слабо ионизированной низкотемпературной неравновесной плазмы в СВЧ-разрядах атмосферного давления. Такая плазма генерируется в так называемых плазменных факелах (плазменных струях), получаемых в СВЧ-плазмотронах малой мощности в потоках различных газов и представляет значительный научный и практический интерес. Интерес обусловлен тем, что СВЧ-плазма является нетермической, в которой электроны приобретают энергии порядка нескольких эВ, в то время как ионы и нейтральные частицы остаются «холодными». Высокоэнергетичные электроны посредством столкновений приводят к образованию возбужденных частиц и радикалов с высокой реакционной способностью, что делает неравновесную нетермическую СВЧ-плазму технологически выгодным и эффективным инструментом для плазменной обработки поверхности различных материалов. В результате выполнения данного исследования будет создан экспериментальный стенд, включающий диагностическое оборудование и многофункциональный СВЧ-плазмотрон с возможностью создания СВЧ-разряда как в разрядных трубках различного диаметра, помещенных в волновод, так и в выносной электродной горелке, электромагнитная энергия к которой подводится через коаксиальный кабель. Будут разработаны и реализованы методы контактной и оптической диагностики и получены концентрации и температуры заряженных частиц, распределения потенциала пространства и температуры газа в факеле, компонентный состав плазмы, колебательная и вращательная температура молекулярного азота. Полученные результаты составят научную базу при выработке рекомендаций по разработке и созданию новых технологий по плазменной модификации поверхности материалов.