И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет icon

И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет




НазваИ. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет
Сторінка2/3
И.И.Мечникова<> <> <>Физическийфакульте т<><><><>6 6 - я отчет
Дата04.08.2012
Розмір0.5 Mb.
ТипОтчет
1   2   3

^ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ


Куницкий А. В.

Научный руководитель – кандидат наук Полетаев Н. И.


Нуклеация - это первая по времени наступления стадия фазового перехода. На ней образуется основное число устойчиво растущих капель новой, стабильной фазы. Нуклеация бывает двух типов гомогенная (протекающая по гомогенному механизму) и гетерогенная. Наибольший интерес представляет стадия нуклеации в гетерогенных системах, таких как пересыщенный пар и присутствующие в его объёме инородные частицы. Именно на этих частицах (гетерогенных центрах)начинают зарождаться капли. В качестве гетерогенных центров могут выступать ионы, пылинки, частички сажи и т. п. Инородные частицы обладают различными свойствами. Частица может быть заряженной или нейтральной, полностью или частично растворяться в конденсирующемся на ней водяном паре, поверхность нерастворимого гетерогенного центра может являться полностью или частично смачиваемой. Несмотря на многообразие свойств и размеров гетерогенных центров,построение количественной теории гетерогенной нуклеации возможно.


Цель настоящей работы исследовать возможности применения существующихтеорий гомогенной и гетерогенной нуклеации и конденсации для описания процессов образования конденсированной фазы в пылевых пламёнах. Рассмотреть известные теории гомогенной и гетерогенной нуклеации, проанализировать возможности их применения для описания нуклеации в пылевых пламёнах.


[1] Hanna Vehkamäki, Classical Nucleation Theory in Multicomponent Systems, Springer, 2006

[2] Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей, Наука, 1975


^ РЕЗОНАНСНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ

РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ

Уразов А.В.

Научный руководитель – кандидат наук Олейник В.П.


Предлагаемая новая система питания рентгеновских трубок основана на применении в главной высоковольтной цепи резонансного трансформатора Тесла, действие которого определяется взаимодействием двух колебательных контуров, настроенных в резонанс друг с другом. На первичный контур, состоящий из катушки с малым количеством витков и конденсатора, действуют вынуждающие колебания от лампового генератора на двух пентодах ГК-71. Во вторичном контуре (катушка с большим количеством витков) наводится высокое напряжение, достигающее сотен киловольт, необходимое для питания анода рентгеновской трубки. Емкость вторичного контура образована межвитковой емкостью катушки и емкостью анод-катод рентгеновской трубки, подключённой к её выводам. Резонансная частота может изменяться от десятков килогерц до нескольких мегагерц и определяется геометрией вторичного контура. В экспериментальной установке удалось достичь напряжения в 350 кВ при силе тока 2 мА на частоте 666 кГц. Основными достоинствами данной системы питания по сравнению с традиционными трансформаторными источниками питания являются:

– компактность и малый вес за счёт отсутствия ферромагнитного ядра;

– легкая плавная регулировка выходного напряжения за счет изменения рабочей частоты генератора и вывода из резонанса вторичного контура;

– высокое выходное напряжение, труднодостижимое традиционными способами;

– намного меньшая опасность поражения электрическим током высокого напряжения за счет высокой частоты.

Недостатки:

– необходимость высокочастотного генератора, что несколько усложняет конструкцию;

– сложность получения высокой силы тока в непрерывном режиме.

Рассматриваемую электротехническую систему можно успешно применять для питания терапевтических рентгеновских трубок и конструирования достаточно малогабаритных терапевтических рентгеновских аппаратов.


[1] Хараджа Ф.Н. Общий курс рентгенотехники. – М.-Л.: Энергия, 1966. – 568 с.

[2]Техника высоких напряжений: Учебное пособие для вузов./Г.Н. Александров,

В.Л. Иванов и др./Под ред. М.В. Костенко. – М.: Высшая школа, 1973. – 528 с.


^ СЕКЦИЯ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

И ТВЕРДОТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

(кафедра ФТТ и ТТЭ)


Особенности течения суспензий

микро- и наночастиц

Шатагина Е. А.

Научный руководитель – доктор наук Алтоиз Б. А.


Для изучения процессов в триадах трения сконструированным ротационным вискозиметром в диапазоне сдвиговых деформации =505000 с-1 измерялась вязкость μсусп прослоек (d = 10,8 мкм) суспензий в вазелиновом масле микро- и наночастиц: технического углерода (ТУ), его волокна и нанотрубок. Препараты предварительно диспергировались (УЗДН-1, 30 мин, 22 КГц).

В отличие от вязкости μоб - чистого вазелинового масла, вязкость микронных прослоек суспензий μсусп в области малых скоростей  зависит от скорости деформации.

Из экспериментальных зависимостей относительной вязкости отнсуспоб от  для суспензий ТУ УМ-85 и  ТУ ПМ-15 видно, что в области малых  отн зависит от скорости деформации, уменьшаясь при ее возрастании. При концентрации ТУ 5%, начиная с 1400 с-1 для ТУ УМ-85  и 500 с-1 для ТУ ПМ-15, вязкость их прослоек с дальнейшим ростом скорости деформации уже не изменяется (рис. 1.). Такой неньютоновский характер течения препарата проявляется сильнее при более высоких концентрациях ТУ в суспензии. Наблюдаемая зависимость отн( в микронных прослойках может быть связана с возрастанием эффективного размера частиц дисперсной фазы за счет организации на активной поверхности графитовых структур и подложках ротационной пары ассоциированных  структурированных слоев дисперсионной среды, а также агрегирования глобул ТУ. Повышение скорости сдвиговой деформации приводит к разрушению этих образований. Для суспензий с различной концентрацией в них угленити (1,5%, 2,5%, 4% и 5%) установлено, что, начиная с 1500 с-1 и более, вязкость этих прослоек с дальнейшим ростом  не изменяется. Реологические кривые lgμсусп() имеют S-образный вид. Аналогично [1], такая аномалия может являться следствием локального разрыва сплошности (при котором сдвиговое течение не распространяется на весь объем системы). Для суспензий углеродных нанотрубок при концентрациях 0,05% и 0.1 % зависимость μсусп() линейная, при 0,5% наблюдался неньютоновский характер течения. Для описывания кривых течения разных дисперсных систем использовалась обобщенная реологическая модель Кэссона.


  1. Урьев Н. Б. , Потанин А. А.. Текучесть суспензий и порошков. М., 1992, с. 256.



Оптическая анизотропия микронных прослоек

гомологов алканов

Шатагина А.А.

^ Научный руководитель – доктор наук. Алтоиз Б. А.


Ранее в микронных (толщиной D=4¸15 мкм) прослойках немезогенных алифатических жидкостей методом изучения реологических характеристик исследовались [1] их эпитропные жидкокристаллические (ЭЖК) слои. Организации ЭЖК способствовала определенная модификация поверхности сурфактантами и добавление в жидкости соответствующих ПАВ. В исследованиях некоторых гомологов нормальных алканов показано, что увеличение длины цепи алифатика приводит к возрастанию вязкости прослойки и начальной толщины слоя. Прямым следствием наличия структурированных ЭЖК слоев в прослойке является появление в ней оптической анизотропии. Поэтому экспериментально методом щелевого световода переменной толщины [2] измерялось двулучепреломление (ДЛП) в таких прослойках. Этот метод позволяет исследовать структуру прослойки путем оценки равновесной толщины ЭЖК слоя ds и других его параметров.

С этой целью методом щелевого световода переменной толщины изучались структурные свойства ЭЖК тонких прослоек четырех гомологов нормальных алканов: тридекана С13Н28, тетрадекана С14Н30, гексадекана С16Н34 и гептадекана С17Н36. Предельные углеводороды являются основой минеральных смазочных масел, потому такое исследование тонких пленок (соизмеримых с толщиной масляных в узлах трения) актуально и в практическом аспекте. На рис. 1 в качестве иллюстрации представлена экспериментальная зависимость сдвига фаз δ от обратной величины ширины световода 1/2d в прослойке гептадекана. Точка излома кривых определяет удвоенную толщину ЭЖК слоя. Из экспериментов видно, что с уменьшением длины молекулы алкана толщина слоя уменьшалась. Легирование препарата ПАВ (олеиновой кислотой ~1%) повышало толщину слоя. Наблюдаемое влияние ПАВ на параметры слоя согласуется с данными, полученными методом ДИПП. Равновесные толщины ЭЖК слоя ds, измеренные методом щелевого световода переменной толщины, коррелируют со значениями толщин, полученными методом ротационного вискозиметра. В перспективе планируется аналогичное исследование алканов, легированных жидким кристаллом.


[1]. Б.А Алтоиз, С. В. Кириян. Структурированные приповерхностные слои нормальных алканов. Инженерно-физический журнал, т.83, №3, 2010.

[2]. Б.А. Алтоиз, Ю.М. Поповский Физика приповерхностных слоев жидкости. Одесса: Астропринт, – 1996. – 153 с.


ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ P-N-ПЕРЕХОДІВ НА ОСНОВІ GaAs

^ З АДСОРБОВАНИМИ АТОМАМИ СІРКИ

Багрінцева К.С., Гільмутдінова В.Р.

Науковий керівник - кандидат наук Маслєєва Н.В.


Нанесення атомів сірки на поверхню дозволяє покращити властивості напівпровідникових приладів. Досліджено вплив сульфідної обробки поверхні p-n-переходів на основі GaAs в 30% водному розчині сульфіду натрію різної тривалості на вольт-амперні характеристики прямого і зворотного струмів. Для видалення води з поверхні діоди просушували в потоці повітря при кімнатній температурі.

В області струмів 10-6А < I < 10-4A ВАХ прямого струму мали ділянку вигляду , де - струм насичення, - коефіцієнт неідеальності,

- температура. ВАХ такого вигляду з пов'язують з рекомбінацією носіїв заряду в збідненому шарі та (або) на поверхні.

В області струмів 10-8А < I < 10-6А ВАХ прямого струму мали вигляд , де і слабо залежать від температури. Струми такого вигляду пояснюють тунелюванням носіїв заряду через глибокі стани в збідненому шарі. Їх називають надлишковими струмами.

Після сульфідної обробки поверхні рекомбінаційна компонента струму зменшувалася незначно, а надлишкова компонента струму зменшувалася у декілька разів. Зменшення рекомбінаційної і надлишкової компонент прямого струму можна пояснити зменшенням щільності поверхневих станів після сульфідної обробки. Як відомо, величина рекомбінаційної компоненти поверхневого струму пропорційна щільності поверхневих станів . Величина надлишкового струму пропорційна коефіцієнту захвату носіїв заряду на поверхневі стани. Величина , у свою чергу, дорівнює , де - константа, - “тунельна” маса носія заряду, - температура, - максимальне значення напруженості електричного поля в неоднорідності збідненого шару, де відбувається тунелювання носіїв заряду. лінійно залежить від . Таким чином, величина надлишкового струму залежатиме від експоненціально. Це пояснює сильніше зменшення надлишкового струму у порівнянні з рекомбінаційним після сульфідної обробки поверхні p-n-переходів.

Аналіз ВАХ зворотного струму p-n-переходів показав наявність тунельних струмів, які слабо залежали від температури.

Після сульфідної обробки і подальшої сушки зворотні струми істотно зменшилися. Це зменшення також може бути пояснено зменшенням щільності поверхневих станів.

^ Реологические особенности суспензий угленити

Поляковская Н. А.

Научный руководитель – доктор наук Алтоиз Б. А.


Ротационным вискозиметром в диапазоне сдвиговых деформации =505000 с-1 измерялась вязкость μсусп прослоек (d = 10,8 мкм) суспензий частиц углеродного волокна [1] – угленити (Ø=10 мкм, lср=18 мкм) массовой концентрацией 1,5%, 2,5%, 4%, 5% в вазелиновом масле. Препараты предварительно диспергировались (УЗДН-1, 30 мин, 22 КГц).

Углеродное волокно — материал, состоящий из тонких нитей, образованных преимущественно атомами углерода. Материал с углеродным волокном при малом удельным весе обладает высокой механической прочностью, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью. Для получения дисперсных частиц волокна, пучок угленити заливался полимером, после затвердевания нарезался и очищался. По микрофотографиям частиц установлено распределение частиц по размерам и определено их аспектное отношение ~ 2.

На рис. 1 представлены экспериментальные зависимости относительной вязкости отнсуспобоб – вязкость дисперсионной среды) от  для суспензий частиц угленити. С увеличением  наблюдается резкое уменьшение отн. Начиная с 1800 с-1 и более, вязкость этих прослоек с дальнейшим ростом  не изменяется. На гистограмме (рис. 2) представлена зависимость отн суспензии от концентрации частиц угленити при =400 с-1. В области малых скоростей сдвиговой деформации чем выше концентрация твердой фазы, тем больше отн.

В момент начала течения пространственная структура частиц меняется, длинные оси переориентируются параллельно направлению сдвиговой деформации. В результате сопротивление между отдельными слоями жидкости ослабевает, вязкость начинает снижаться. На графиках зависимости отн( ) наблюдается гистерезис, что свидетельствует о том, что образовавшаяся упорядоченность частично сохраняется.

1. С. Симамура. Углеродные волокна. М.: «Мир», 1987.


^ Електрофізичні властивості шарів поруватого кремнію, отриманих методом електрохімічного травлення.

О.І. Мірошніченко, А.В. Яблоков

Науковий керівник­­­­­­ - кандидат наук Солошенко В.І.


Поруватий кремній є перспективним матеріалом мікро-, нано- і оптоелектроніки. В залежності від технологічних методів отримання властивості шарів поруватого кремнію можуть змінюватись у широкому діапазоні. Це стосується ступені поруватості, електропровідності, світловипромінювальної здатності і т. ін.. Незважаючи на інтенсивні дослідження досі не існує єдиної теоретичної моделі, яка б з єдиних позицій пояснювала б таке різноманіття властивостей поруватого кремнію.

В роботі досліджувалось деградація шарів поруватого кремнію, який був отриманий методом електрохімічного травлення на пластинах монокристалічного кремнію питомим опором 10 Ом .см з орієнтацією (100) і (110). Для вимірювання ВАХ наносились алюмінієві контакти методом вакуумного напилення через маску з круглими отворами під деяким кутом до потоку атомів металу щоб запобігти закорочення з напівпровідниковою підкладкою.

Були отримані ВАХ структур Al/ПК/Al та Al/ПК/кремній. Ці ж вимірювання виконані через рік витримування зразків в атмосферних умовах. Аналіз вихідних ВАХ структур Al/ПК/c-Si показали, що прямі гілки характеристик зразків з орієнтацією (100) і (110) практично співпадають. Після деградації вони також мало відрізняються, але струми зменшились майже на 2-3 порядки. Вид зворотних гілок можна інтерпретувати залежністю провідністю контакту ПК/Al/ПК від співвідношення площі збіднених шарів і монокристалічних дротів. Оскільки при травленні кремнію у напрямку [100] розміри монокристалічних кластерів більші, то вклад областей збіднення в зразках з орієнтацією [110] буде більшим, що призводить до виникнення випрямляючого контакту. Тобто зворотній струм у зразків з орієнтацією [110] буде меншим, що і спостерігається в експерименті. Після витримки в атмосферних умовах впродовж тривалого часу поверхня поруватого кремнію окислилася, що призвело до суттєвого зменшення прямих струмів. При цьому зворотні струми зразків з різною орієнтацією практично не відрізняються, що можна пояснити виникненням на поверхні ПК аморфної плівки SiO2 майже однакової товщини.


^ СЕКЦИЯ ТЕПЛОФИЗИКИ ДИСПЕРСНЫХ

СИСТЕМ

(кафедра теплофизики)


ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА И ОКИСЛЕНИЯ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ С ГАЗАМИ

Казак А.А.

Научные руководители – кандидат наук. Орловская С.Г, н.с. Каримова Ф.Ф.


Для развития таких базовых отраслей промышленности, как энергетика, машиностроение, самолето- и ракетостроение, микроэлектроника, требуются новые материалы с уникальными физико-химическими свойствами. Такими свойствами обладают вольфрам, молибден, а также их оксиды, что ставит их в разряд перспективных материалов для солнечной энергетики, микроэлектроники, химии.

Целью данной работы является исследование излучательных свойств тугоплавких металлов в процессе их высокотемпературного окисления, а также изучение характеристик оксидных пленок на поверхности проводников.

Экспериментальные исследования проводились на вольфрамовых, молибденовых и титановых проводниках, длиной 0,1 м, при помощи электротермографического и пирометрического методов, а также метода относительной яркостной пирометрии [1].

Нами была разработана методика для определения спектрального коэффициента излучательной способности металлов от силы тока и температуры. В данной методике используется средняя температура проводника, определенная электротермографическим методом, также определяется средняя яркостная температура по длине проводника, используя цифровую обработку изображений нагретого проводника до состояния свечения при заданной силе тока. Затем, используя полученные средние значения температур, определяли спектральный коэффициент излучательной способности по формуле:

.

В таблице представлены полученные значения для различных металлов (платина, окисленный вольфрам) при различных значениях температуры проводника.

Металл





()

Платина

1053

1108

0.269

1109

1195

0.268

Вольфрам (окисленный)

1060

1021

0.449

1114

1039

0.237

Установлено, что с увеличением температуры для оксидов вольфрама уменьшается.


[1] Каримова Ф.Ф., Орловская С.Г., Калинчак В.В., Шкоропадо М.С. Исследование температурных полей излучающих объектов.//Физика аэродисперсных систем. –2006 г. –В.43. –С.39-45.


^ ВПЛИВ ГЕОМЕТРІЇ ШПАРИН НА РОЗПОДІЛ ЛОКАЛЬНОЇ ГУСТИНИ

ЕЛЕКТРОНІВ В ПОРИСТОМУ МАТЕРІАЛІ


Зубков О.Ю.

Науковий керівник – кандидат наук Маренков В.І.


У сучасних нанотехнологіях перспективним напрямком є використання напівпровідникових матеріалів з нановключеннями в об’ємі. Сюди відносяться проблеми визначення електронних параметрів поруватого кремнію та інших напівпровідників. Існує багато публікацій щодо моделювання властивостей квантово-розмірних ефектів в таких матеріалах та мається багато досліджень щодо експериментів з визначення електронних властивостей таких матеріалів, зокрема ширини забороненої зони. Складні квантово-механічні [1] моделі квантових точок, квантових ниток і т. ін., поки-що не дають однозначної відповіді щодо визначення зв’язку параметрів напівпровідникової матриці та її ефективних властивостей при створенні нанонеоднорідностей в об’ємі.

Було Запропоновано модельний підхід щодо визначення ефективних електронних параметрів мікронеоднорідних напівпровідників з дефектами заповнення об’єму, заснований на уявленнях статистичної моделі квазінейтральних чарунок гетерогенної плазми [2,3]. Головним моментом підходу є визначення статистичної рівноваги електронного газу в об’ємі напівпровідникової матриці та шпарини шляхом спряження електростатичних задач для больцманівських електронів у власному об’ємі дефекту заповнення та ферміївських електронів в тілі напівпровідника. Для окремої шпарини в комп’ютерному експерименті визначено залежності осередненого за об’ємом рівня Фермі [4] електронного компоненту від температури та геометричних параметрів шпарини. Показано що для нано розмірних шпарин суттєвою є залежність рівня F від їх поперечного розміру. Одержано загальне рівняння зв’язку між електронними та діелектричними параметрами незбуреної речовини напівпровідника, геометричними параметрами шпарини та ефективним рівнем локального електрохімічного потенціалу в області неоднорідності. Проведено конкретні розрахунки для високотемпературної напівпровідникової матриці з . Обговорюються можливі впровадження отриманих результатів для сучасних нано технологій., виготовлення нанодатчиків які можна було б використовувати для визначення ракових пухлин, вірусів та ін., що є дуже актуальним в наш час.


[1] Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Квантовая механика. Нерелятивистская теория (Наука, Москва 1989). – 767 с.

[2] A.Zagorodny, V. Mal’nev, S. Rumyantsev. The influence of elelctron emission on the charge and effective potential of a dust particle in plasma// UJP. – 2005. – 50, N5. – p. 448-454.

[3] V.I. Marenkov and M.N. Chesnokov, Physical models of plasma with a condensed dispesred phase.- Kyiv: UMK VO, 1989.-189 p.

[4] В.І. Маренков, А.Ю. Кучерський Статистична концепція розгляду і апроксимація Томаса Фермі в теорії властивостей гетерогенних плазмовиx систем // Физика аэродисперсных систем. – 2007. – № 44. – С. 107 -120.

[5] И.П. Суздалев Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. – М. КомКнига, 2006. – 592 с.


Вынужденное воспламенение и самопроизвольное потухание металлических частиц с учетом стефановского течения и теплопотерь излучением


Захаров В.В., Булышкин С.А.

^ Научные руководители: доктор наук Калинчак В.В., ст. преп. Черненко А.С.


При окислении некоторых металлов возможно параллельное или последовательное образование плотных или пористых оксидов (в качестве примера выбрана частица железа). Показано, что в случае попадания металлической частицы в воздух комнатной температуры, размер которой лежит в интервале (de1, de2), возможен переход на высокотемпературный режим окисления только при превышении начальной температуры частицы выше некоторого критического значения. Нижний предел по диаметру de1 определяется теплопотерями молекулярно-конвективным путем с газом, а верхний de2 – теплопотерями излучением. Стефановское течение, которое способствует дополнительному притоку кислорода к единице поверхности частицы и уменьшению теплоотдачи от частицы, приводит к увеличению до 1.5 раз критического диаметра de2.

Для размеров частиц меньших dm (соответствует т. минимума (т. m) на зависимости критического значения начальной температуры от диаметра частицы) критическое значение температуры увеличивается с уменьшением диаметра, что связано с относительным увеличением теплопотерь с газом. Для частиц с диаметром больших, чем dm, увеличение диаметра приводит к относительному росту теплопотерь излучением, уменьшению химического тепловыделения за счет уменьшения притока кислорода к единице поверхности и, следовательно, увеличению критического значения начальной температуры. Влияние стефановского течения на критическое значение начальной температуры существенно для частиц больших размеров, где диффузионно-кинетическое отношение в критических точках Se > 1, что говорит о важной роли массопереноса кислорода к поверхности.

Аналитически найдено соотношение между тепловыми потоками и диффузионно-кинетическим отношением, определяющее предельное значение начальной температуры частицы (т. m), выше которой для данных условий возможен переход на высокотемпературный режим окисления для определенной области размеров:

, , ,

Учет стефановского течения в случае вынужденного зажигания приводит к заметному изменению расчетных характеристик высокотемпературного окисления и самопроизвольного потухания (резкое уменьшение скорости роста оксидных слоев) для мелких частиц. Увеличение толщины плотного окисла при потухании достигает 70 %, времени го­рения – 40 %, максимальной температуры горения – 15%. Толщина пористого окисла (существенно меньшей за толщину плотного оксида) увеличивается в 2-3 раза. С уменьшением начальной температуры частицы влияние стефановского течения ослабевает. Учет теплопотерь излучением дает удовлетворительное согласование расчетных и экспериментальных значений температур и времен горения металлических частиц.

^ Определение температурных полей проводников, нагреваемых электрическим током


Панов В.В.

Научные руководители – кандидат наук. Орловская С.Г., ас. Шкоропадо М.С.


В связи с появлением новых технологий современная обстановка требует разработки конструкторских материалов способных работать при высоких температурах, в разных химических средах, а также обладать надёжными механическими свойствами. Многие материалы создаются на основе оксидов тугоплавких металлов, одним из наиболее перспективных является молибден. Поэтому целью наших исследований является изучение высокотемпературного тепломассообмена и кинетики окисления молибденовых проводников нагреваемых электрическим током в воздухе.

Экспериментальные исследования проводились на молибденовых проводниках диаметром 200 мкм, длиной 0.1 м, при помощи электротермографического, оптического методов и метода относительной яркостной пирометрии. С помощью электротермографического метода была получена зависимость стационарной температуры от силы нагревающего тока [1]. Эта зависимость позволила определить критическое значение силы тока при котором происходит переход к нестационарному процессу тепломассообмена. Для данного случая оно составляет 3.9 А. В результате изучения поверхности молибденового проводника в процессе окисления были установлены следующие особенности. При небольших значениях силы тока на поверхности не наблюдается оксидного слоя. Дальнейшее увеличение силы тока и, соответственно, температуры проводника приводит к образованию плотно прилегающего оксидного слоя МоО2 к его поверхности. Разогрев проводника более высокими силами тока приводит к образованию оксида МоО3, который имеет форму пластин и кристаллов правильной формы. В высокотемпературной области при достижении температуры больше 800К происходит испарение оксида МоО3[2]. По окончанию эксперимента проводилось изучение оксидного слоя, а также оксидных кристаллов, которые образовались на поверхности проводника. Установлено что примерно с 40% поверхности проводника произошло испарение оксида, при этом толщина оксидного слоя достигает начального диаметра проводника. Дисперсный анализ оксидных образований, которые механическим путем были удалены с поверхности проводника, показал, что наиболее вероятными являются образования диаметром 300-350 мкм, при этом некоторые из образований могут достигать двух начальных диаметров.


[1] Орловская С.Г., Каримова Ф.Ф., Шкоропадо М.С., Протас С.К., Исследование высокотемпературного теплообмена и окисления проводников и тугоплавких металлов, нагреваемых электрическим током в различных газовых средах//Физика аэродисперсных систем. –2008 г. –В.45. –С.20-25.ературное окисление вольфрамового проводника с учетом тнки на высокотемперат

[2] Кофстад П.А. Высокотемпературное окисление металлов. – М.: Мир, 1969. – 392с.

Критические условия тепломассообмена частицы катализатора при экзотермической химической реакции первого порядка

Савченко И. А.

^ Научные руководители: доктор наук Калинчак В.В., ст. преп. Черненко А.С.


Математическая теория определения критических условий гетерогенного воспламенения и погасания для реакций первого порядка с учетом массопереноса активного компонента к поверхности реакции известна уже давно. Однако в теории используют преимущественно разложение аррениусовской экспоненты методом, который не учитывает конечности доли молекул способных прореагировать, что существенно сказывается на точном определении критических условий воспламенения и погасания, и параметров вырождения критических условий.

В работе предлагается метод получения критических условий воспламенения и погасания каталитической химической реакции, основанный на определении экстремумов на зависимостях концентрации газообразного горючего компонента, находящегося в недостатке в газовой фазе, от стационарной температуры катализатора, а также безразмерных коэффициентов тепло- и массообмена (безразмерного диаметра) частицы катализатора от стационарной температуры.

Применение метода дает возможность в аналитическом виде получить и проанализировать критические значения концентрации горючего, безразмерных значений диаметра и температуры катализатора

, .

Установлено, что диффузионно-кинетическое отношение (число Семенова) близко к единице в точке вырождения критических условий тепломассообмена катализатора с газом.

Н


Рис.1. Зависимость критических значений диаметра (а) и температуры (b) катализатора от концентрации горючего при ξ = 1130, γg = 0.026 для случая учета (1) и не учета (2) конечности числа реагирующих молекул.

а примере каталитического окисления аммиака на платиновой проволоке, показана применимость модели Франк-Каменецкого в области концентраций горючего вдали от вырождения критических условий (рис.1).


^ СЕКЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ

(кафедра теоретической физики)


ВИСОКОЧАСТОТНА ПРОВІДНІСТЬ КУЛОНІВСЬКИХ

СИСТЕМ ­­ ­­– ПОСТДРУДІВСЬКІ ПОПРАВКИ

Соколов А.В.

^ Науковий керівник – доктор наук Адамян В.М.


Надійне визначення динамічної високочастотної електричної провідності кулонівських систем (плазми, металів) є дуже важливою проблемою, тому що такі характеристики системи як діелектрична функція, коефіцієнт заломлення та відбивної здатності, скін-глибини є вираженими лише на мові динамічної електричної провідності. Згідно з класичною електронною теорією [1], дисперсію провідності можна записати у вигляді:



де – статична провідність, – час релаксації. Наведена формула Друде-Лорентца добре описує провідність металів у далекій ультрачервоній області, але при більш високих частотах, а також для неідеальної плазми, спостерігається помітне відхилення експериментальних даних від результатів відповідних розрахунків по цій формулі.

Розходження з експериментом можуть бути наслідком того, що формула Друде-Лорентца не задовольняє точним правилам сум [2], згідно до яких, дійсна частина провідності поряд з нульовим моментом має мати скінчений другий момент :

.

Уточнений вираз для провідності, який дає вірне значення і задовольняє умову має вигляд:

.

В роботі у одноелектронному наближені з використанням методу псевдо- потенціалу розвинута методика розрахунку параметру і на цій основі досліджується дисперсія провідності плазми лужних металів.


[1] Е.Ю. Перлин, Т.А. Вартанян, А.В. Фёдоров «Физика твёрдого тела. Оптика полупроводников и диэлектриков» ИТМО, Санкт-Петербург 2008.

[2] V.M. Adamyan, I.M. Tkachenko “High frequency electric conductivity of collision plasma” High temperature Vol 21, no 3, pp. 307-314, Nov. 1983

[3] V.A. Serkovic, V.M. Adamyan, Lj.M. Ignjatovic, A.A. Mihajlov “The self-consistent determination of HF electro conductivity of strongly coupled plasma” Physics Letters A 347(2010) 754-760


^ ІНТЕРФЕРЕНЦІЙНІ” ЕФЕКТИ ПРИ МОЛЕКУЛЯРНОМУ

РОЗСІЯННІ СВІТЛА В ПЕРЕДАСИМПТОТИЧНІЙ ОБЛАСТІ

КРИТИЧНОЇ ТОЧКИ

Калугін В. В.

Науковий керівник - кандидат наук Сушко М. Я.


Відомо, що в околі критичної точки (КТ) рідина-пара спостерігається явище критичної опалесценції світла – різке зростання інтенсивності молекулярного розсіяння світла внаслідок сильного зростання ізотермічної стисливості та далекосяжних кореляцій флуктуацій густини. Як результат, крім одноразового розсіяння суттєвими стають внески багаторазового розсіяння. Вивчення цих внесків може дозволити здобути певну інформацію по поведінку вищих кореляційних функцій густини. На сьогодні така інформація дуже обмежена і носить в основному теоретичний характер.

У роботі досліджується можливість експериментального виокремлення ефектів так званого полуторного розсіяння [1] у перед-асимптотичній (, – зміна хвильового вектора внаслідок розсіяння, – радіус кореляції) області КТ за допомогою даних для коефіцієнта деполяризації розсіяного світла . Показується, що така можливість відкривається внаслідок суттєво відмінних характерів залежності окремих внесків у розсіяння від температури (ізотермічної стисливості ) та геометричних розмірів (об’єму ) розсіювальної системи.

Якщо значення в околі КТ формується ефектами одноразового деполяризованого розсіяння світла на флуктуаціях анізотропії (його інтенсивність майже нечутлива до КТ), одноразового поляризованого (), дворазового поляризованого (), дворазового деполяризованого () та полуторного поляризованого () розсіянь на флуктаціях густини, із виразу для випливає співвідношення

, (1)

де і – додатні і майже сталі коефіцієнти, а температурна поведінка та знак параметра визначаються специфічними властивостями полуторного розсіяння. Головні з них такі: 1) інтенсивність цього розсіяння не є додатно визначеною величиною, тобто може набувати і від’ємних значень; 2) в безпосередньому околі КТ вона прямує до нуля (якщо справджується умова конформної інваріантності [2]). Тому присутність полуторного розсіяння у загальній картині розсіяння повинна вести до немонотонної поведінки величини як функції там, де внесок дворазового розсіяння відносно малий.

Обробка експериментальних даних показала, що характер залежності від і узгоджується з передбаченнями теорії. Отже, нами отримано нові підтвердження на користь гіпотези про полуторне розсіяння світла в рідинах.


[1] М. Я. Сушко, ЖЭТФ, т. 126, вып. 6, с.1355 (2004).

[2] А. М. Поляков, Письма ЖЭТФ, т. 12, № 11, с. 538 (1970).


^ РАССЕЯНИЯ НА ДЕФЕКТАХ В ОДНОМЕРНЫХ ПРОВОДНИКАХ

В. Мороз

Научный руководитель – доктор наук В.М. Адамян


Естественные и искусственные одномерные проводники (углеродные нанотрубки, проводящие полимеры, дорожки из атомов металлов на поверхностях неметаллических кристаллов) являются простейшими базовыми элементами наноэлектроники. Отдельные примесные атомы могут существенно изменить функциональные характеристики таких элементов в электронных наносхемах. Настоящая работа посвящается исследованию влияния единичных точечных дефектов на проводимость одномерного проводника. В качестве модели идеального проводника рассматриваются регулярные одноатомные цепочки из одинаковых одновалентных атомов. Потенциалы взаимодействия валентных электронов с ионами цепочки заменяется псевдопотенциалами Ферми – так называемыми потенциалами нулевого радиуса, действия которых сводятся к дополнительным граничным условиям на электронную волновую функцию в точке расположения атомов. Сопротивление идеального проводника определяется выражением



Единичный дефект в виде примесного атома приводит к дополнительному сопротивлению, которое согласно формуле Ландауэра имеет вид



где -коэффициенты прохождения и отражения электрона с квазиимпульсом Ферми при прохождении через барьер, образуемый примесным атомом. В работе в рамках модели, в которой взаимодействие электронов с примесным атомом описывается с помощью изменённого потенциала нулевого радиуса, определено дополнительное сопротивление рассматриваемого одномерного проводника, обусловленное рассеянием на примесном атоме.


^ УПРУГИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОДНОСТЕНОЧНЫХ НАНОТРУБОК


Чеплак В.

Научный руководитель – доктор наук В.М. Адамян


До настоящего времени основное внимание при изучении углеродных нанотрубок (УНТ) уделялось выяснению их электронных и оптических свойств, тогда как теоретический анализ их упругих характеристик в основном подменялся компьютерным моделированием [1]. В тоже время знание механических параметров конкретных одностеночных и многостеночных УНТ необходимо как для описания в них тонких электронных явлений типа сверхпроводимости, так и для создания на основе УНТ новых материалов с экзотическими механическими свойствами, либо наноэлектромеханических устройств.

В настоящей работе, колебательные свойства УНТ исследуются на основе методов теории упругости в длинноволновом приближении. Низкочастотные возбуждения рассматриваются в рамках простой континуальной модели, в которой нанотрубка представлена сплошным однородным тонкостенным упругим цилиндром. Эффективные значения модуля Юнга и коэффициента Пуассона для континуальной модели нанотрубок найдены из сравнения скоростей распространения продольных и крутильных волн вдоль цилиндра, определённых с помощью классических методов теории упругости [2], со скоростями распространения длинноволновых фононов, полученными с учетом точной структуры кристаллической решетки конкретной нанотрубки.

Затронут вопрос, в какой мере предложенная простая континуальная модель отражает колебательные свойства реальных УНТ.





[1] Дьячков П.Н. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применение. – М.: Бином 2006.- 293с.

[2] Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: Пер с англ. – М.: Наука, 1979. – 560с.


1   2   3

Схожі:

И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconИ. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 7 я отчет
В связи с этим, изучение оптических и фотоэлектрических свойств кристаллов ZnSe, легированных железом и никелем, на сегодняшний день...
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconЗвіт про роботу Одеського державного університету ім. І. І. Мечникова за 1997-1998. Одеса, 2005. 125 с. 15/10975 Звіт про роботу Одеського державного університету ім. І. І. Мечникова за 1998-1999. Одеса, 2005. 280 с. 15/10976
Отчет о состоянии и деятельности Новороссийского университета за … – Одесса. 41/41-43, 127
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconДодаток 9 до правил прийому до Одеського національного університету імені І.І. Мечникова у 2014 році Порядок подання та розгляду заяв в електронній формі на участь у конкурсному відборі до Одеського національного університету імені І.І. Мечникова
Одеського національного університету імені І.І. Мечникова, Коледжу економіки та соціальної роботи ону імені І.І. Мечникова та Херсонського...
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconІ. І. Мечникова 28 вересня, Вчена рада ону імені І. І. Мечникова визнала особисті досягнення та заслуги професора Нікола Франко Баллоні у становленні італійсько-одеських відносин рішення
Директора Італійського інституту культури обрано почесним професором ону імені І. І. Мечникова
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconИ. И. Мечникова Философский факультет И. В. Голубович биография
Рекомендовано к печати решением Ученого Совета Одесского национального университета им. И. И. Мечникова
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconФилософского факультета одесского национального университета имени И. И. Мечникова
Научной библиотеки ону имени И. И. Мечникова (ул. Преображенская, 24) пройдет семинар
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconРектору Одесского национального университета имени И. И. Мечникова проф. Ковалю И. Н
Ну имени И. И. Мечникова в 20 20 учебном году по специальности и переслать его почтой по адресу
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconРектору Одесского национального университета имени И. И. Мечникова проф. Ковалю И. Н
Ну имени И. И. Мечникова в 20 20 учебном году по специальности и переслать его почтой по адресу
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconПоложення про приймальну комісію Одеського національного університету імені І.І. Мечникова І. Загальна частина
Приймальна комісія Одеського національного університету імені І.І. Мечникова (далі – Приймальна комісія) – робочий орган ону імені...
И. И. Мечникова Физическийфакульте т 6 6 я отчет iconПоложення про приймальну комісію Одеського національного університету імені І.І. Мечникова І. Загальна частина
Приймальна комісія Одеського національного університету імені І.І. Мечникова (далі – Приймальна комісія) – робочий орган ону імені...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи