Исследование параметров плазмы в области нуклеации 3D наноматериалов в газоразрядных и эрозионных плазменных струях, в том числе при их взаимодействии с поверхностью

Электродуговые технологические процессы занимают ведущее место среди перспективных способов обработки материалов, в том числе для плазмохимического синтеза. Разработка высокоэффективных технологий синтеза наноразмерных материалов является важнейшей задачей, что требует всесторонних и комплексных исследований газоразрядной плазменной струи. Целью работы является исследование пространственно-временной эволюции многокомпонентной плазменной струи и динамики ее развития при синтезе углеродных нанотрубок, графена и их нанокомпозитов с медью c помощью методов спектральной диагностики. Плазма на участке рекомбинирующей струи характеризуется сильной неоднородностью, а ее свойства существенным образом зависят от состава плазмообразующего газа. С использованием спектроскопии высокого пространственного и временного разрешения и детального анализа состояния плазмы будет получено распределение концентрации и температуры электронов плазменной струи в зависимости от сорта плазмообразующего газа (аргон, азот, гелий), источника углерода (пропан, бутан, ацетилен, метан) и концентрации меди, поступающей в плазму вследствие эрозии электродов, на основе результатов обработки измерений специализированными программными комплексами. Совокупность планируемых результатов позволит предложить новый метод формирования металл-углеродных материалов, который может служить научной основой для разработки конкурентоспособных плазменных нанотехнологий, в том числе для создания элементной базы следующего поколения в опто-, микро- и наноэлектронике, что определяет практическую значимость проекта.