Санкт-Петербург, Политехническая ул., д. 29, Г.З., оф.234, общий отдел:  920-01-97, вакуумное оборудование: 920-71-97

ТЕКУЩИЕ ПРОЕКТЫ :

ИНЖЕКЦИЯ ПОРШКА ИЗ ТВЁРДОГО ВОДОРОДА В ПЛАЗМУ ТОКАМАКА

Работа является частью программы “Пыль в высокотемпературной плазме” поддерживаемой Российским Министерством Атомной Энергии, контракт: #6.05.19.19.04.858, Август, 20, 2004.

Материал порошка

H2, D2

Объём порошка в одном импульсе

1 мм 3

Скорость порошка

1 км/с

Диаметр струи

0.1 мм

Способ ускорения

Extrusion caused by mechanical shock

Способ производства порошка

"In-situ" заморозка внутри медных микрокапсул

2 МГц УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФОНТАННЫЙ РАСПЫЛИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОНКО ДИСПЕРГИРОВАННОГО АЛЮМИНИЕВОГО ПОРОШКА

Тонко диспергированный алюминиевый порошок (сферический, размер частиц 1-3 микрона) используется в качестве пигментной добавки для полимерных композитных материалов, для предотвращения коррозии, в литографических красках, а так же как основа в различных взрывчтых веществах, пиротехнике, для осветительных и сварочных смесей.

Тонко диспергированные порошки с большой площадью поверхности частиц образуют краски с более хорошей адгезией и лучшими защитными свойствами. Процесс окисления такого порошка значительно быстрее. В настоящие время производится порошок с широким распределением частиц по размеру, после чего отбирается тонко диспергированная составляющая. Проект предполагает прямое производство тонко диспергированного порошка в ультразвуковом фонтане.

Известная техника распыления жидкости в ультразвуковом фонтане была усовершенствована и применена к жидкостям высокой температуры и расплавам при 600°-700°C. Конический ультразвуковой концентратор из нержавеющей стали (поз. 6 на рисунке ниже) отделяет охлаждаемые водой пьезоэлектрические элементы (поз. 20) от распыляемой жидкости. Устройство было успешно испытано: был получен выход 1 – 3 см3 порошка NaOH в минуту при энергопотреблении 400 Вт и температуре плавления 600-650°C.

Техника была расширена для получения алюминиевого порошка при 700-800°C (температура плавления Al - 660°C)

 

ИНДУКТИВНОСВЯЗАННЫЙ ИСТОЧНИК ПЛАЗМЫ             

Рабочее давление

10 мТорр – 1 Торр

Базовое давление

0.5 мТорр

Рабочая частота ВЧ генератора

13.56 МГц

Мощность, вводимая в плазму

50 Вт-1 kW

Рабочий газ

Ar, N2, O2

Поток газа

до 10 sccm

Источник включает в себя следующие части:

  • ВЧ генератор, с рабочей частотой 13.56 МГц и максимальной выходной мощностью 1000 Вт (Генератор 1).

  • ВЧ генератор, рабочая частота 13.56 МГц, с импульмной амплитудной модуляцией (ИАМ) выходной мощности с максимальным значением выходной мощности 500 Вт (Генератор 2).

  • Согласующий элемент L-типа с двумя настраиваемыми конденсаторами.

  • Плазменная камера изготовлена из цилиндрической кваревой трубы и поддерживается двумя фланцами из нержавеющей стали.

  • На плазменной камере установлен спиральная индуктивная катушка.

  • Камера обработки (внутренний диаметр 300 мм, высота 80 мм) со специальными фланцами, обеспечивающими возможность введения зонда Ленгмюра для измерения распределения параметров плазмы в рабочем объёме.

  • Анализатор энергии с тормозящим полем функции распределения ионов в плоскости субстрата.

  • Вакуумные насосы, создающие указанные ранее рабочее и базовое давления.

  • Набор зондов Ленгмюра с системой сбора данных.

Тестовая установка будет запущена для решения следующих задач:

  • Проверка возможности зажигания индуктивносвязанной плазмы в различных условиях (давление газа, состав газа, уровень вводимой мощности, геометрия катушки).

  • Получение радиальных профилей плотности и температуры плазмы (оцененных по данным измерений зондом Ленгмюра) измеренных в двух сечениях плазмы (одно в верхней части камеры обработки, 0-2 см от камеры плазмы, и другое другое в нижней части камеры обработки, 1-2 см от дна) в различных условиях (смотри выше).

  • Измерение функции распределения ионов по энергии в плоскости субстрата (80 мм от камеры с плазмой), по возможности в нескольких точках по радиусу в плоскости субстрата.

Основная цель экспериментов найти подходящие рабочие условия (форма катушка, условия согласования ВЧ, давление газа, вводимая ВЧ мощность, поток газа и т.д.) позволяющие получить плотную (плотность > 1011см-3) и равномерной (равномерность < ±10%) плазмы на большой площади (Æ > 10 см).

Дополнительная цель экспериментов исследовать влияние имульсного зажигания плазмы на средние параметры плазмы.