Перейти до вмісту
Мікросистеми, Електроніка та Акустика
ISSN 2523-4447 · e‑ISSN 2523-4455 Відкритий доступ
Т. 29 · № 3 · 2024 жов 25, 2024 Мікросистеми та фізична електроніка

Моделювання тліючого розряду в коаксіальній системі електродів

OA
Olha Volodymyrivna Andriienko Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
SS
Serhii Volodymyrovych Sydorenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
SM
Serhii Oleksiiovych Maikut Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
LT
Leonid Yuriiovych Tsybulskyi Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
AK
Anatoly Ivanovich Kuzmichev Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна
Сторінки309513.1-309513.7 Опублікованожов 25, 2024
PDF
ТОМ 29 · № 3 · 2024 Переглянути випуск

Анотація

Виконано моделювання тліючого розряду в циліндричній коаксіальній системі з діелектричними торцями електродів в гідродинамічному дрейфово-дифузному наближенні. Параметри моделі: діаметр зовнішнього катода 10 та 13 мм, діаметр анода 2 мм, напруга 2800 В, температура газу 300 К. pd ~ 1 Па∙м, що відповідає лівій частині області мінімуму кривої Пашена для запалювання розряду. Були враховані реакції іонізації атомів електронним ударом, генерації та гасіння метастабільних атомів, пружнього зіткнення електронів з атомами та пружнє зіткнення іонів, резонансне перезарядження іонів, іонізація Пенінга, а також вторинна іонно-електронна емісія катода. Були розраховані в рамках самоузгодженої задачі розподіл потенціалу і концентрації заряджених частинок в міжелектродному проміжку, густини іонних і електронних струмів, представлені вольт-амперні характеристики для двух мод розряду - плазмового та безплазмового. Визначено вплив pd на параметри та моду розряду. Отримані результати можуть бути використані в плазмових технологіях модифікації внутрішніх поверхонь металевих, порожнистих, протяжних деталей з малим поперечним розміром, тобто в умовах близьких до ускладненого виникненням розряду.

Ключові слова

#тліючий розряд #дифузійні моделі #моделювання плазми

Посилання

  1. Y. P. Raizer "Gas Discharge Physics, J. E. Allen ed., Heidelberg: Springer Berlin, 1991. ISBN: 978-3-642-64760-4
  2. B. N. Klyarfeld, L. G. Guseva, and F. S. Pokrovskaya-Soboleva, “Glow discharge at low pressures and current density up to 0.1 A/cm2 [Tleyushchiy razryad pri nizkih davleniyah i plotnostyah toka do 0.1 A/cm2]”, Zhurnal Tehn. Fiziki, vol. 36, no. 4, pp. 704–713, Jan. 1966.
  3. A. Fridman and L. A. Kennedy, 3rd ed. Third edition. | Boca Raton : CRC Press, 2021.: CRC Press, 2021. DOI: https://doi.org/10.1201/9781315120812
  4. J. Reece Roth, "Industrial Plasma Engineering: Volume 1: Principles" (1st ed.), CRC Press, 1995. DOI: https://doi.org/10.1201/9780367802615
  5. T. Aizawa and K. Wasa, “Low Temperature Plasma Nitriding of Inner Surfaces in Stainless Steel Mini-/Micro-Pipes and Nozzles”, Micromachines, vol. 8, no. 5, p. 157, May 2017. DOI: https://doi.org/10.3390/mi8050157
  6. H. Aghajani and S. Behrangi, "Plasma Nitriding of Steels," Cham: Springer International Publishing, 2017. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-43068-3
  7. P. Phadke, J. M. Sturm, R. W. van de Kruijs, and F. Bijkerk, “Sputtering and nitridation of transition metal surfaces under low energy, steady state nitrogen ion bombardment”, Applied Surface Science, vol. 505, p. 144529, Mar. 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144529
  8. A. Kuzmichev, V. Perevertaylo, L. Tsybulsky, and O. Volpian, “Characteristics of flows of energetic atoms reflected from metal targets during ion bombardment”, Journal of Physics: Conference Series, vol. 729, p. 012005, Jul. 2016. DOI: https://doi.org/10.1088/1742-6596/729/1/012005
  9. V. A. Lisovskiy and S. D. Yakovin, “Experimental study of a low-pressure glow discharge in air in large-diameter discharge tubes: I. conditions for the normal regime of a glow discharge”, Plasma Physics Reports, vol. 26, no. 12, pp. 1066–1075, Dec. 2000. DOI: https://doi.org/10.1134/1.1331142
  10. A. Bouchikhi, “Two-Dimensional Numerical Simulation of the DC Glow Discharge in the Normal Mode and with Einstein’s Relation of Electron Diffusivity”, Plasma Science and Technology, vol. 14, no. 11, pp. 965–973, Nov. 2012. DOI: https://doi.org/10.1088/1009-0630/14/11/04
  11. P. G. C. Almeida, M. S. Benilov, and M. J. Faria, “Study of stability of dc glow discharges with the use of Comsol Multiphysics software”, Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 44, no. 41, p. 415203, Sep. 2011. DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/44/41/415203
  12. P. G. C. Almeida and M. S. Benilov, “Multiple solutions in the theory of near-cathode layers and self-organization on DC glow cathodes”, in 2008 IEEE 35th International Conference on Plasma Science, Karlsruhe, Germany, 2008, pp. 1–1. DOI: https://doi.org/10.1109/PLASMA.2008.4591201
  13. R. Kumar, R. Narayanan, R. D. Tarey, and A. Ganguli, “Characterization of DC glow discharge plasma in co-axial electrode geometry system by nonlinear dynamical analysis tools”, Physics of Plasmas, vol. 30, no. 1, Jan. 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0111124
  14. A. Bouchikhi and A. Hamid, “2D DC Subnormal Glow Discharge in Argon”, Plasma Science and Technology, vol. 12, no. 1, pp. 59–66, Feb. 2010. DOI: https://doi.org/10.1088/1009-0630/12/1/13
  15. Plasma Module User's Guide, pp. 76-83. COMSOL Multiphysics® v. 6.2. COMSOL AB, Stockholm, Sweden. 2023 URL: https://doc.comsol.com/6.2/doc/com.comsol.help.plasma/PlasmaModuleUsersGuide.pdf
  16. G. J. M. Hagelaar and L. C. Pitchford, “Solving the Boltzmann equation to obtain electron transport coefficients and rate coefficients for fluid models”, Plasma Sources Science and Technology, vol. 14, no. 4, pp. 722–733, Oct. 2005. DOI: https://doi.org/10.1088/0963-0252/14/4/011
  17. A. I. Kuzmichev, “Gas discharge systems with secondary emitters for electronic equipment”, Kyiv, 2018, p. 425.
  18. A. Bogaerts and R. Gijbels, “Numerical modelling of gas discharge plasmas for various applications”, Vacuum, vol. 69, no. 1-3, pp. 37–52, Dec. 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S0042-207X(02)00306-8
  19. Surzhikov S.T. Computational Physics of Electric Discharges in Gas Flows (De Gruyter Studies in Mathematical Physics, 7). Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston. 2012. 439 p. ISBN: ‎9783110270334
§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.
Усі випуски

Моделювання продуктивності фотодетекторного модуля на основі гетероструктури ZnO/Si

Іван В. Падалка, д-р фіз.-мат. наук проф. Ігор Степанович Вірт

У цій статті описано властивості фотомодуля на основі фотоприймача з формувальним і підсилювальним каскадами для виявлення ультрафіолетового (УФ) випромінювання. У…

#гетероструктура #оксид цинку #ультрафіолетове випромінювання #фотоприймальний модуль
с. 349815.1-349815.12
10.64915/2523-4455.mea.349815

Механічно перелаштовувана антена з іонно-полімерним металевим композитом

Artem Serhiyovych Chernov, Oleksii O. Malyshok, Victor Anatoliiovych Kazmirenko, Irina Petrivna Holubeva, Yuriy Vasylovych Prokopenko, Guy A. E. Vandenbosch

Розглядається актуальна задача створення антен для сучасних бездротових систем, здатних до роботи у різних частотних діапазонах. Зазвичай для перелаштування частоти…

#структура з відхиленням електрода #фільтена #перелаштування частоти #актюатор ІМПК
с. 343504.1-343504.6
10.20535/2523-4455.mea.343504

Модель генератора Маркса для генерації коронного розряду у повітрі

Andrii Viktorovych Melnyk, Oleh Mykolaiovych Bevza, Anatolii Ivanovych Kuzmichiev

У статті розглянуто роботу генератора Маркса з навантаженням у вигляді від'ємного коронного розряду в повітрі за атмосферного тиску та побудовано його електричну модель.…

#коронний розряд #генератор Маркса #висока напруга #іонізація
с. 324599.1-324599.8
10.20535/2523-4455.mea.324599

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають

Схожі статті

11-20 з 50

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.