Аналитические модели гидродинамических процессов при взаимодействии пучков заряженных частиц и плазмы с поверхностью редкого металла тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

ХДРКІВСБНИЙ ДЕИІ6ВВИЙ ЗГНИЕРСЮТТ

• Hs ярнвлх хоншпшоу

F Г Б ОД

і ? ФЕВ 1396 .

: тгяжпраж Пзялп Оітаяійаяжч

шлігтагщш гідгоданшгшг процес из 'при взшзздії

ПУЧК.Ш ЯАУЩ^фнтг ■ mnvmmt та томами а швЕНШН) РІДКОГО МЕТАЛУ ' '•

Oí .04.'С8.«ф*3&ет і хімія ішзага

Автор е ф е р а т дагзртації аа здабутея аадковото avyœan ' кандидата ф 1звя»-іяугсїіатичц«х шук .

ХАРК.Ш 1995 !

Дисертацій» « цгдцдад. . -

Роботу вяипяад» у ВЦ Часжп кдеряжх дослідавяь", а-&вів.

Наукові кврівндак Дрктор’фізшад иахаматилтиц. ваук,дрофзсд;і

Вжадбшіров Вадам Виздмфояп

;яарСгДро&гссф

. ; • Еічшчвшао ГворгШ СвргШяяи . .... ‘ ,

* - і - ' ' - - " •

ОЬіціДаі ааемвшж; Чя№-яорвеааат** ВШ Украігш

Осешвйж іасмиш-' Мин иілйравгч .

■ ■ ■ _ - ІрПВОВ Ігор Пк'іімишч---- - '■

Прааідаа аргвиізація: Ежівськж* універежіііт lu. Т-Г. Шигияжэ

• • * . * '

Задают в Додаться * ¿ " AtoToíO їмСд. о /¿Г гад. ма . засіданді спеціадіппмтпі рада Д 02.02.1Н црк Харківському дэрвапшщу університеті за-адресок 31010В и. Харків, яр."-.;-

І. Курчатова, 3-1» ауд. 301. " .

З двсертвціев м&вв озваЯоипжоя в Нейтральній вцувовШ (J і&кіотеці Харківського дрражвшго уківерсжгету 4310ОП « Карк іа-77, и.Сюбодкі). . ' •

' ' " **

Автореферат розіслано

Вчєний свсфетар спеціалізованої рада ^ ^

доісг .ф із. -мат .наук.процесор Jf¿ÁíP Дзарешюв tt.D.

' Г.

Актуальність теми. Вивчення нелінійних явищ все більше привертає увагу сучасіюі фізики. Це пов’язане як з поступом самої науки так К вимогами практики. Взаємодія пучків заряджених частинок та плазми з поверхнеп охоплюв широко коло явищ, котрі вражають дослідників своєю різноманітністю. Тут і прояв різній: нес?ійкостей, резонансні явища, електромагнітні і теплові процеси, нелінійні хвилі, тощо. Інтерес до їх дослідження стимулюється розвитком таких галузей як емісійна електроніка, керований термоядерний синтез, енергетика, плазмова технологія, електрозварювання. .

У сучасник потужних технічних пристроях плазма часто знаходиться у взаємодії з рідким металом. Система "плазма -рідкий метал*-’ зустрічається, наприклад, в такому відомому фізичному об'єкті, як катодна пляма електричної ®дуги‘ , у вибухових електронних емітерах , а також в пристроях плазмово і металургії і зварювальних засобах . Контакт плазми з р їдким металом як небажане явище виникає у пристроях для керованого термоядерного синтезу.

Взаємодія плазми з рідким металом охоплпе широке коло ефектів, зокрема таких, котрим до цього часу не приділялась достатня увага. До них треба ніднести одну з найбільш важливих особливостей системи "плазма-рідкий метал”: ііистійкість

поверхні металу під впливом сильного електричного поля.

-З ' -

З нзстійкісто поверхні рідкого металу доводиться рахуватися, адасе вона істотно ишпшао на поведінку системи в цілому. Значний інтерес викликають нелінійні капілярні хвилі,

' що збуджуються при взаємодії іілпзми з поверхнею; і/ггенсившій коїпзективний рух доиішконих атомів п умовах іошгого бомбардування поверхні, пр відкривис значні' переспектшзи глибинного легування металів та направлено і зміни їх властивостей, а також процеси при взаємодії рідкого металу з исдульапаитт електронними та іоішйми пучками.

Теорія ігслінгйііих кблииань в системі "плазма-рідкий метал", може бути чигеорггстанп при вивченні явищ в неоднорідній плазмі, пр підпищус наукову цінність здобутого. В наш час досліджуючи фізичні процеси псе ширше застосовують комп'ютерне яодії-пмкчпт. Одначе,. аналітичний підх ід до проблем нв втратив

- "З - . '

свое і важливості, адже тільки він дозволяє зазирнути у внутрішні глибшої фізичних ппшц

Мета дисертаційної роботи пшіягзс у аналітичному вивчешіІ природи гідродинамічних явищ, які відбуваються в умов"т впливу пучків зарядаеша частинок та плазми на повергни рідкого иатаяу. -

Наукова новизна. В роботі досліджені механізми утвореная структур на поверхні рідкого иетаду, яка контактує з плязиов або з пучко« згрядаеяих частааок, та Інші явица, ЧР супроводжують ці процеси. Проведе юз аналіз динаміки розвитку структур на поверхні вергав Івчо І сталі* котра опромІнввалася пучками зярядтешп частинок. Висвітлена роль процесу обертання розплаву у виникненні хвильових процесів у рідкому металі в умовах електронного або іонного бомбардування. Розроблена нова теоретична модель явища затримки Іонної eMlclt у рідшщо-металевих дайрелаг Іонів. Вперше висвІтлйііа роль гідридів титану • с процеа і резонансного пороутворенля під час електронного опромінення матеріалу. Розроблена фрактальоа модель розвитку ояазмзваго лідерного каналу при електричному пробої конденсованого середовища.

Практична та теоретична цінність. Результати, отримав! в дисертації, можуть бути використані в теоретичних та експериментальних дослідаенаях, котрі ставлять за мету впвченля процесів при впливі концентровапих потоків Ввергti ва повергни, а також при і*> долганин t Шарових явищ у ptaratx середовищах (космічний простір, е ruóсфера, океан, плазма). Результати дисертації становлять іитереа також для розробка технологій застосування електричних розряд їв,плазмової

металургії, елеїггрозварззваши, ¡глибинного легування металів та направленоI зміни їх властивостей, а також для побудова таких технічних пристроїв як рідиицо-металевt даерела tonta.

Апробація роботи.Результати дисертаційної роботи доповідались на 7-й Міжнародній, Конференції з Вакуумно 1 Мікроелсктронігси (1994р.,Гренобль,ФрашАІя),41-му Ніжпародаому Симпозіумі з Польової Емісії (1994р., Руан, Франція) «річних наукових конференціях та семінарах секції фізики плазми Інституту ядерних доалід»!іііь ПАН України. .

Структура дисертації. Дисертація складається Із вступу, шести

глав та закличного розділу.

Обсяг* роботи.' Дисертація містить 125 сторінок друкованого тексту (з Э рисунками і 1 таблицеп). Перелік літератури містить 160 найменувань.

Публікації. Усі результати дисертації відображені у 9-ти публікаціях, які наведені наприкінці автореферату.

' ' стислий ЗМІСТ РОБОТИ.

Вступ починається із висвітлення актуальності та важливості вивчення гідродинамічних процесів при впливі потоків заряджених частинок та плазми на поверхні* рідкого Металу. Далі викладена мета роботи і стисло описану структура дисертації. У заклшчійй частиііі сформульовані « основні положення, котрі виносяться на захист.

Періаа глава присвячена загальному огляду сучасного стану теоретичного та експеримолтального винчешш. гідродинамічних процесів пгри впливі концентрованих потоків енергії на поверхню. Відмічено, що поглинання енергії призводить > до виникнення цілого каскаду процесів: нагрівання, плавлення, випаровування, процесів поре носіу речовини та зміни II властивостей . Ці явища виявллпть як загальні закономірності, незалежні від виду впливу, так А особливості, властиві лише дії окремого типу енергетичного потоку (плазма, електронній» або іонниіі пучок, лазерна вияромішташія). Вказано, що особливий фізичний інтерес стяяпнй-гь можливий зворотяій . вплин, коли впорядковані сговерхігепі структури, які утворпхггься внаслідок розВои поверхневих нест ійкостей , починають істотно впливати на властивості всіоі системи а цілому. В різних "умовах можуть мати місце як короткохвшпюві нестійкості (доюісшіа хвилі яких А. набагато менйе характерного розміру :ю!пі енергетичного впливу й ) тяіс Я довгохвильові (Х"Х',). А після утворепня поверхневих структур можливий розвиток вторинних іієст ійкостей капілярного рельєфу поверхні.

Відзначається, ЩО «а сьогодні, в ц іУюиу, досягнуто розумінтг того фчкту, що механізми створення поверхнепюс структур можуть бути різними для різних матеріалів та умзв аиергетячгмго пачіпіу. Обгоноршпться основні відомі механізми

утворення структур, серед цих процесів виділяються нестійкості капілярних та термо':апілярши хвиль'» нестійкості випаровування поверхні, різноманітні параметричні процеси, а такая: розвиток нестійкості фронту застигання, котра потім "виходить" на поверхня. -

Звертається увага на те# що в дослідаеннях процесів при впливі концентрованих потоків епергі і на поверхня рідкого метаду недостатньо було вивчено явище обертання розшиву та процеси, Що його супроводауать. Обговорюються можливі причини обертання рідкого »іетвду в зазначених умовах. Також

відзначається, що з матою теоретичнаго опису гідродинамічних процесів при обертанні часто застосовується наближення теорії мілкої води, осовливо при вивченні квазідвовимірних вихрових процесів. Підкреслюється Важливість вивчення таких процесів з огляду на і сну ту аналогів між гідродинамічними процесами у рідкому металі пря обертанні та іх відповідниками -у різноманітних середойищах (космічний простір, атмосфера,

океан, плазма). Наприкінці глави Наводятьан приклади Такої аналогії. .

Друга глава присвячена розгляду процесу утворення

короткохвильосшс структур на Поверхні разшіаву рідкого

металу, отриманого за дойоімгов пучків зарядок них частинок та плазми. •*

Показано, що збудаення періодичних структур на поверхні рідкого металу зумовлене аперіодичнов нестійкістш фронту кристалІзаціі пря застиганні розплаву. Механізм нестійкості пов’язаний з Присутністю . домівок і обумовлюваться концентраційним переохолодженням рідію і фази під час кристалізації. Переохолодження рідкої фази викликане нвівцгм сегрегації домішок, коли в процесі застигання домішок

витісняться до разшіаву, а їх просторовий розподіл круто спадає до вільної поверхні розплаву. Розвиток просторово-періодичної нестійкості фронту застигання супроводауеться відповідної) еволшцісв полів температури та концентрації домішок в тезках рідкого вару з тим се просторова* періодом. Тому періодична структура, котра виникав на меяі розподілу фаз, буде "виходити” на вільну повєрхни рідкої фази І фіксуватиметься по закінчення процесу застигання. Основной механізм такого виходу зумовлений рушійно?) сихоз> Мзрангопі,

- б -

яка виникає внаслідок залежності ионераненого натягу під теште.'тгури га коїщентрації домішок.

Вказано, що при шшченні процес іп утнореїшя структур на ітояерхні Йгзгатокомпонентноі’о розіхлану треба брити до упаги ннескн р ізісм типів домішок, які присутні у розгинані. Для шшадгсу багатокомпонентного мнтьрінлу (нержан івічо і сталі) отримано дисперсійне сиіпнідношешія для нестійкості фронту застигання, з аналізу якої-о мозпга отримати вирази для найбільш вірогідної довжини хвилі структур Л. та відповідного ішсремонту р . Биіоднчн з отриманих пираз ів , для конкретного типу нержив імчо і сталі 1Х181І9Т (осцонні домішки: хрои(10Ді), нікель (9Я), вуглець '(<0.1Й)) зроблені розрахунки довжини хвилі структур для різних: тешюігах умов ггри бомбардуванні поверхні заріїдженнмн частишсімн, що добре узгодтуытьсн з наявними експериментальними даними. Також зроблений висновок про те, що основну ролі, у і|«рмуі];/а:г і поперхіїених структур і'р.іт.иугь нікель та вуглець внаслідок порівняно иало і пеличиші п ідіюіі ідного коефіцієнту сегрегації.

Наприкінці глаїг.і підзначаптьси,що сталії о одним із натеріалів, котрі застосопушться при по0удопі першої стінки термоядерних реакторів токаиагсіи. Застиглі ноиерхиені структури нижуть (нри наступних циклах роботи) бути чинниками інтенсифікації процесіп ааігплеїшл дуг та ерозії нераді стінки. Тому -нибиравчи матеріал для першої стіиси треба віддавати перевагу матеріалам з якомога меншої) концентрації) тих домішок, що млпть малійі коефіцієнт сегрегації.

■У піст ій гл.чп і розглнд.чогьсн вплив термокапіллрних сил на динаміку хнильошіх рухів у шарі р ідісого металу, який обертастьоп навколо вертикально і осі п умовах впліту пучків заряджених частинок та плнзмп на понерхіго. Для опису процесів пикористовустьсп наближення теорії мілкої иоди у кпаз¡геострофічній рівновазі, коли сили Норіоліса приблизно врівноважуються градієнтом тиску. Вилив тсрмог-шілярннх сил я умовах неоднор ідчого температурної^» поли викликни у оЯертоній рідині слабкі вертикальні струии, afl порушу m'h точну дікінимірігіитн. Цей пгьтии врахонукться введенням примэаового :я:)і'у Ккіпиа, поки і якого рухи.' вішжїнаті.ея точно двовимірним«. И цій індолі рухи рідини будуть описуватися рівнянням 'Мкп'-"!« ірипці і пмтенц імьпят нпгоря [11, котре доповняється

рівняннями неперервності і теплопереносу, а такох уиапаих на поверхні. Далі говориться, що для фізичної системи» яка пала адіабатичний інваріант в стані без збурень, при появі додаткових малих зОурень кожна шляхом відповідних перетворень одержати приблизний закон збереження величини, котру мозна вважати інваріантам системи із збуренням (Teopeua про усередненій [3]). Стосовно нащо і системи, роль адіабатичного Інваріанту відіграє потенціальний вихор С И], а вплив термокапілярішх сил являє собою збурення. Тут після перетворень усереднити по товщині екман івського шару знаходиться приблизний' закон збереження для величини

оператор Лапласа, <(>- функція струму рідини ,за допамогап яка і визначається поле швидкості; /=20- параметр Коріоліса, Акутова швидкість обертання; М=(аЕ/2)Нг1), 8- теплокаїість, ¡Ц-во

теплопровідність, а= <0 - термокап іляриий коефіцієнт,

(7—поверхневий натяг, Т-теыпература, II- товщина шару рідшій, Е0=оопзї- середня товщина шару рідини.

Із розгляду внутрішньої структури 3 випливає, цо завдяки горизонтальному градієнту температури в цій системі виниказть хвильові рухи, подібні до рухів у іазазігеофізпчнт: системах в умовах просторової неоднорідності параметра Коріоліса і рельефу дна [1], або подібні до іх відповідників у плазмових системах.

Подальший розгляд присвячений визчешт термокап ілярикх: хвиль Россбі, які подібні до квазігеофіЗЕЧяик і топограф і чнш: хвиль Россбі та дрейфових хвиль у плазмі. Зокрема розглядається випадок, котрий відповідає уютам єкспертетстів з пучками Зарядзяшпс частинок де г0* (г0~радіус централь-

ного ядра, якай приблизно дорівнпа радіусу пучка вшшму, го2,-зовн і’шн ій радіус (розмір розплаву)). Тут етзуть спостерігатися термокапілярні хвилі Россбі наступного вигляду (координати (г,<р)): '

,(1)

де S=rot_V=Acp— відносне завихрення, Д-дзомшірігаІІ

ф = AJ0 (Ппп — ) exptKw^t)) , (г)

2т -і І*

де А- довільна стала, Т^- корені рівняння J (х)=( ,

«І-фугаяіія Бесселя, 2 - частота» І-час. ‘

гпп

Аналі'_;,-етьая просторова структура хвильових рухів такого тюту. Робиться висновок про те, що хвилі з 6 ільшями азицутальшіми числами ш будуть локалізуватися ближче до крап розплаву. Обчислюються лслігцтна максимуму відносної аргіліту дії хшільовшс рухів (відносної амплітуди фушсціі струму) та розмір зони локалізації основних рухів.

Наприкінці глава" розглянуті можливі механізми генерації хвильових структур в експериментах із пилииои пучків заряджених частинок на поверхня рідкого металу, що обертасться. Відзначено, що серед можливих механізмів генерації термогсапілярних хвиль у розплаві, що обертасться, на особливу увагу заслугЬаус розвиток нестійкосте» течій із широм (зсувом) - течій з неоднорідним профілем швидкості. Так при порівняно невеликій швидкості обертяшія, кали тглігенц і,-ільшій розрив СШИДГСОСТі відсутній, иідносію довгі япнлі (аЕимутн.пьне число И"Ь) покуть виникати внаслідок розпитку нестійкості зсувних течій при початковій неоднорідності температурного поля. При збільшенні швидиості обертання . з'яплясться тангенціальний розрив в профілі швидкості. В цьому випадку подуть виникати короткі хвилі (ПГОО) внаслідок розвитку нестійкосте» обертової рідини при на ті пості тангенціального розриву. . ,

Чегиепга глава присвячена шцчеиню явища тапізгаявашиї іонного струму відносно прикладено! напруги у рідинно-металевих джерелах юл і и (РМД1), які широко виноріїстоиуптьея у різноманітних фізичних та технологічних пристроях з метою отримання пучкш іонів або нейтралів . Це явище було відкрито у голчастому РМД1 англійськими вченими Томпсоном та ІІреветом ІЗ], і належить до -ряду найбільш визначних динамічних ефектів, які спост.ррігалися у РВДГ. .

.3 метоп побудови теоретичної моделі цього явища, детально розглядаыться гідродинамічні процеси на вістрі голки РОДІ, а соме аналізусться характер просторової реорганізації сферичних гармонік на поверхні тонкого сферичного шару рідиші завтовшки котрий тжрииае тверду верхівку голки з радіусом Показано, ¡до термін запізнення іонного • струму визначпиться трюталістя процесу формування емісійної зони (типу конуса Тойлора). Цей процес починається коли

слзктіюстатпчилЯ тиск на вістрі голки перешщує капілярний тиск. Зі збільшенням напруги J РМДІ на поверхні сферичного шару в'язкої рідтм відбувається перебудова цросторояоі структури сферячим гармонік, що призводить до зміїш об'єму конуса Тейлора. Cans врахувавші цісї зміни дозволяє праииль:га пояснити результати експериментальних спостережень.

Вперше отримано дисперс ійне співвідношення ДЛЯ ТОНКОГО сферячного шару в'язкої електропровідної рідини у сильному електричному полі. Викориетовуичп це стіввідношешш ііоїягз проаналізувати характер перебудови сферичних гармонік зі зросташіям напруги та розрахувати зміну об'ему конуса Тейлора. Так у вузькому інтервалі напруг U0<U<J^ (t/j «1 -07UQ при HQ=10 мхм та 0jWl..1t/o коли йо=30 міси, де. UQ-napir збудгеїиіл ем і с і II лого струму) збуджується гармоніка з ззииуталыпид числом 1=8. В цьому інтервалі об'єм конуса Тейлора зостається незмінним- ГІрп U';U^ збуджуються більш високі гаргжшіюг {!>?.) і залежність часу затримки 1 (У) магамиче в ідм іггштй. від попереднього характер , оскільки об’єм конуса зменшується. Одержані результати добре узгодлунться з експериментальними: результатами [3 3.

В п’ят*ій главі розглядається датаміка пороутворення у титані в умовах руху променя енергетичного впляпу вздовж поверхні. На початку відмічається, що ііайбїльш розповсюдженим газом, який зустрічається в матеріалах с водень, а особливістю тітяиу є здатність створювати з водаем сполуки - гідрвди, котрі існують у вигляді включень. іншої фази. Гідрид титану стійкий лише до відповідної температури Ч'рп590К. З п ідпящєшнш температури середовища стійкість гідриду зменшується і при температурі Tdgc«1070..1270К. він повністп розкладається з виділенням вільного ііодтса. Отзге, такий розклад мо.чк1 відбуватися і за умов електроянопроиеиепого та ллзериаго пплгазу. Досить в іраг ідіїо ,що при цьому в місцях існування гідриду будуть виникати наповнені газом »«ікроняри, розмір яких. (Rfyi10~5 -10~бмм ) значно метіий за розмір

гідридчих вклпчеиь. Цї мікропори, за умов наявності градієнту температури, шзчинагггь рухатись і внаслідок цього ансачЯль сволпціоніус в процесі коалесірігці і (сере дії ій радіус мікропор збільшується). Вказується, щр цей процес призводить Д° створення зародків гязогпх бульбашок , котрі ошшяїпьст у

рідкий фізі під час просування променя енергетичного Еітлішу. Далі яи«лізустт>ся динаміка цього процесу утворення газових бул'>:^!і!і'.)і; з огляді' на просторовий розподіл температурного поля. її ¡результаті отримано янзлітігпетй вираз для кількості зврод; пі газовім бульбашок у рідкий фізі 51 в залежності під швидкості руху променя ніигяну ІІяпрпкігщі зроблені чисельгк оці Лісп веліижпі швидкості руху променя енергетичного і*пллну, котра відповідав маісс:тму’лу функції 51Ц1). Для звичайних умов експерименту, де елогстро.чштй промінь рухається вздовж поверхні отримано оціїпсу величини цієї ШВИДКОСТІ - 1'тп.11г' "І -1 см/с ((=<40 м/годтіу), су» збігається з емпірітчиими данини.

Шоста глава грипиячегіз розгляду процесу утворення плазмового лідерного каналу ігри електричному пробо і суцільпого середов'.іца . Вказано, ву> електричний пробій суцільного середовіщз часто відбувається ияяхои утворепг гл плазмового каналу стримера високої провідності з яскравим світінням, який отримав назву лідера. Такі капали виявляють тепдепхдіп до розгалуджешіл з появоя складних нерегулярних і стохастотниг структур. Для теоретичного опису цих структур е плідніг* залучити уявлення про фрактальні структури. З метою з’ясувати основні закономірності розпитку лідергтаго каналу розглядається {модель лідчра як фрактального кластера з рзакційзго-дифуз ійгам шляхом поширення. Тоді часово-просторовий розвиток лідериого каналу мгат-е бути описаний рівнянням реакційно-дифузійного поширення на фрактальному кластс-рі [4]:

де р~р(Х,і} - йоле . вірогідностітир • •...'д-.Зрпяа^

приналежіість. просторово і точки да канал;- регзргцу; X. і -безрозмірні радіальна і часова координат*.; її- безрозміржії дифузійняй коєіііціеігг плазми началу; і1 - Фрактальна вимірність, СТ - параметр аномальної дифузії (0=0-^,. (1р-вимірнісгь ЇШ'.'Г ідоггаго ІТ] юс гору вк-імдешія )■; й- коефіцієнт, якиП підобратлй роль іонізації и процесі росту структура; 7 -параметр, цо відображає порядок реакції . іонізації. йа просторовий мясштгб вибрано розмір хС] пгр?х ідггпі'о шару між плазмоп каналу і серед .’питцем, а за часопиЛ масштаб -характеристичний час діг.]у? і і плазми гсамплу і.ц.

• Зі s^owJí-.-aj,s:;ta y ptEijffiaiu (3) ггхїкаа, a;o воно tase

розв’язок тішу p « ¿?n{t}'Z ■" , де 1^,1^- в;і:з!кіче:іі

фугасці і. Оскільки Для фрактального кластера повніла бутк чшкіа D-d^

залегдхзть p os x 'й. (за таким законам розподілястьсп у просторі густаиа чиала частинок фрактала) отримуємо, 140

D=?(7>(iB)> Де і*- визиачена функція. Зроблені чисельні розрахунки значень D для випадку іонізації електронним ударом (33=2.15; 7е= 1+3 /2 = 1 + (da 1)/2) та'для фотоіонізації

ой ■

(Б=2.Й5; <1^=3; 7¿= 1+Cto/2, C¡s= g+g- ” спектральна фрактальна вииірцість ). Згзначіщо рщо оавгіішиіїї вигляд фрактально і структури характеризується, в основному, саие фрактальною ШМірністро D.

Отеє, характер еволшціі t параметри фрактальноі структури дідериого какаду пробої) визначаються домінуючим типом процесу іонізації. Основні параметри фрактальноі структури (фрактальна вимірність і спектральна фрактальна вимірність) будуть різними для кйканізмів росту каналу шляхом фотоіонізації або іонізації електронним ударам. Слід відзначити, іцо процес електричного нробош . цри домінуванні фотоіонізаці і ' б ільт інтенсивний, і іглазмопий канал має більшу тенденцій до розгалудясння ,ніе при домінуванні іонізації електронним ударом (фракталыи Шшірпість у' першому випадку більша). Тако-л; показано, що процес розвитку лідерного каналу електричного пробой мас істотно динамічний характер в часі: швидкість поширення лідера змінюється під час його просування. • '

Наприкінці глави вказано, що викладена аналітична иодель uoss бути уточнена з урахуванням інших елементарних процесів: іонної дифузії,' рекомб пшційігах процесів, іонізаційних процесів другого роду, тощо. Розглянута картщта пробоп суцільного ' середрвища коже бути застосована длн опису початково і фази процесія при контакті плазми з поверхнею, наприклад, дли опису початку запалення дуг у фізико-технічних пристроях.

У закличному розділі викладені основні результати та дана їх коротка характеристика.

Основні положення, які виносяться на захист:

1 .Збудження періодлчігах структур на поверхні отриманого за допомогою пучків заряджених частішої« розштву пержзвіїпоі

- тг -

сталі зугдалтапа ап«р ісдотїеоп вксеіКи ісга фроату ісрлаталізвції прл застиганіїі. .

2. ДшїЕїдіка гзяльавяг рухів a изрі ■ рідкого і»талу, пива,

обе;;-таиться в угюзах впливу пучків заряджених частинок на ппявр.хия, стаи подібною до • .цмампеї квазігаофізігппй: хвильових рухів рідини або хвильові« pyx in у п ідпоп шгазмовах сігсгзмзх внаслідок дії термокялІлярпяс еяя, виті?.-зумовлият&сл пгодворідпим кэгрИатшм norspiai. Пря ці.о:.-у роль аігялог ічку /р' Р"?л і грздістту кзр.'зизтра Коріоліса (градієнту густили шгазіях) нідіграе градієнт' тгіяхерзгур”* Зокрема, в такій езе-гемі могу?ь пяяиката тернскапіяяряі хввяі Россбі, які с азїзлогічгсяіл до дрейфові« жвгїяь у плазмі ~а хвиль Россбі в сЗертезій рідані. ■ . . ■

3.Дпззгліка ісщгаго струму у рідхнтго-кеталегли: д^зрелал: іояіз

зіізиачзстьси герзктгроч зц im с З’ ему емісійної. зоїет зі зростакштаї прикладеної иаітругп. ,

4.Залежність кількості гдер, які з'являться після застигясая у

j *

об'ємі матеріалу, котрий !;іс-т:тгь гідридяі зклачеіия (титан), від щвидкості руху променя е:’2ргєт:гпго'го вплету. вздек: поверхні мас істотна резонансній характер. Ца зумов-гаиться взаємної) дісо Двох процесів - коала сщєяці сю мікропор та ругои температурного поля.

5.Характер розвитку і параметра: структури юіазмояого лідертазго каналу пря електричному пробої суцільного середовища визначаються доміяутим типом процесів іонізації ( ісаізгцій. електронним ударом mío фотоіонізація). Розвиток шіазковато лідгрного каналу електрячкого прсбси мав істотно динамічний характер в часі: швидкість поикрзиня лідера згліікзетьсп під час гіого просування. • \

Результата дксертаціПж> і jpoöorn eñai.v.-.arr.t п іі^гї—ггс _ роботах автора: ".

1 .Tladimirov V.T.¿Puritaky P.Т. On the theory oí ion aurrenfc omet delay in liquid metal icn oouroea //Appl.Surf.Всі.-1935. -Y.S7/88.-p.106-111.

3.Крупномасштабные структуры в «яталлпческом расплаве, полученном с помочью электронного пучка / Замков В.H.. Кириченко Г.С., ПорицкиЙ П.В., Слкпішеютй: В.А. //Доп. АН Украігпі.-1994.-lío. б.-а. 69-71.

З.Кгтрячетсо Г.С. .ГГорицкиі) П.В. Термокаппллярные волны Россбя

- П _

//Изяеспи,- .->ii. - , '.¡зла а«м. я скеапз..-f'O.5.

-с.636-638.

4.Vlaairairov .V.Y*. h Р.’;г.-1кв1?у P.V. loa oiuvent dynnaiias in biquid JJefcal Гол Baui'oej// t;i: Proa. 4J.-U. Int. Sy/iipaaiiiw on Field Eiil33ioa.-Roueri(b‘i,ano.3) ,1994.-p.KA2.

5.Голь гидридов в порообразовании яри сиарке титахга /Олиоилс.'сшг Б.А.., Ззиков В.Ц., KitpnWiiKO Г.С., Гк)рш;кий П.В. // Автомат, сварка.-1994.-Ко.5-6.-о.10-13.

6. Vladimirov V.V., Poritaky P.V., et al. Periodioal structures on the surface of atainle3a steel uielt //Surf. Soi. Lett.-1995.- у.зго.-р.ъпэ-ыгг.

7 .Владимиров В.В., Порицкай И.В. и да. Коротковолиопие структуры па поверхности расплава пержанеюцей стала // Письил в ЖТ<6.-1993.-Т.19.-В.19.-с.19-гЗ.

8. Vladimirov V.V. .Gorahkov V.ti, , Poritofcy P.V. et al. The dynaaiiaal eiieota in liquid metiii ion uourcec // In: Proo. 7th. Int. Vacuum Hioroeleotronio Conferenoe.-1994»- fironoble (Ргапов).-р.^44-г47.

9.On fractal structure of leader channel under ejeotrio breakdown cf water/ Voltenko l.U. ,Kot:anov A.V., Porit3ky P.V., Starahyk P.D. // Матер iajiii наукоао! Komjepeumi 1ЯД HAli Укра1ш1.-Киш: 1ЯД НАКУДЭЭй.-0.189-192. •

Utrrotiaiia Л1тература.

1. Педлоски Л*. Геофизическая гидродинамика. :lfcp. с amui. -Ы.:Мир,1984.-811с.

2. Арнольд В.М. Математические метода классической механики. -М.:Мир, 1939.-472й.

3.'ihompHon S.P. ,Pre*rett P.D. Ion ourrent dynamics 5in liquid metal inn aouroea // J.Phya.D.sAppl.Phy3.~1984. -Y.17*- No.2. -P.2305-2320.

4. С lenient B., Sander Ь.И., Kopelman H. Steady-state diffusion-oontrolled A+B reaction in Kuo li clcan and fractal ilimoriuioti:! //Phya.Bev.A.-1989.-V.39.-No.12.-p.6466-6478.

- -

Poritsfcy P.V. Analytical model of hydro dynlimia ргооезаея under the interaction of the beaaf of ¿barged partiales and plasma with the aurfaae of liquid- metal. Theaia on search of a scientific degree of the Candidate of 'Physical and . Mathematical Sciences on the apeoiality 01.04.03 - Physio a and Chemistry of Plasma. - Kharkiv State University: Kharkiv, 1995. ' , ^ / -

There are 9 soientifio papers containing, the analytioal researohea of ргооезйеа -ocoured in boundary layers under. plasma and charged Ъеат infiuenoea on a liquid metal surface.

A number of the formulas af inatability; wavelengths and incremental were obtained. A novel theoretioal Dgodel of ion eminent delay ia presented in liquid »étal ion воиГоеа with, reference to the applied voltage. Some resonance ргооевзеп is considered under electron-beara bombardaient on material. A novel fractal model ia advance’! for the eleotfioal breakdown of continuous media. ■ ■

Порицкяй • II.В. Аналитические модели 'гидродянгшпесюйс процессов при взаимодействия пучков заряженных Частиц и плазмы с поверхностью жидаого металла. Диссертация аа соискание учено» степени кандидата тфизико-математическиж йаук по специальности 01.04.03- физика я химия плазмы.. -ХарысовскиЛ государствайянЙ университет: Харьков,1995. ■

Защищается Э. научных работ, содержащих ака-етпгтеdicte исследования процессов в пограпичяых слоях при поздзЛствии плазмы и .пучков заряженккх частиц из жжаржотсч-ь • металла. Получена ряд формуя дагя дяпш вшяш с лакs^îcîi:-возникающих неустойчивостей. Представлена пся.эя теоретическая, мэдель явления запзздавэтм ионного тока откосите льют приложенного напряжения в гзвдкэ-мзтаЛйгтескшс источниках ионов. Рассглэтренм резонансные процесса при электроннолучевом воздейстпяи на матерная. Рассматривается фрактальпап модель алектрического пробоя cttncmmix сред. '■ •

Клиповi слова: tont3ania, пучок, доюзятя xmutl, обертання,

tHBapiairr, максимум trcqreueriTa, зятрямка «nie il, р1дигаю-металевё дткre.ro ¿онгп. '