Структура жидкостей
Пробой жидкостей под действием лазерного излучения
Применение модели Келдыша-Файсала-Риса в качестве теоретического метода описания туннельного механизма пробоя
Набор энергии электроном в осциллирующем поле
Туннельный предел
Размеры области фокусировки лазерного излучения
После проведения экспериментальной части работы проводится обработка данных и построение графиков вольт-амперной зависимости
Выводы по главе.5
Навигация
Выводы по главе.5
Исследование физических явлений в диэлектрических жидкостях инициируемых лазерным излучением
68288
знаков
0
таблиц
31
изображение
5.1 Выводы по главе.5
1. Экспериментально исследовано влияние энергетических параметров лазерного излучения (интенсивность излучения) на физические параметры (электропроводность) исследуемых диэлектрических веществ: минеральных масел, бидистиллированной воды.
2. Проведены исследования влияния параметров ячейки (межэлектродный зазор, приложенное к электродам напряжение) на электропроводность минеральных масел и бидистиллированной воды, установлено, что изменение этих параметров существенно влияет на электропроводность вещества.
3. Результаты анализа полученных графиков выявили нецелесообразность использования данного типа излучения (CO2-лазер мощность до 100 Вт, энергия кванта излучения-hn=0,117 эВ, ) для реализации фотоэффекта в данных средах. Поэтому для решения основной задачи работы целесообразнее использование: излучения с более короткой длиной волны менее 500 нм., применение фотохимических сред, лазерное излучение сверхкороткими импульсами (пикосекунды), диаметр фокусировки излучения 10 
Рисунок.21. Зависимость вольт – амперной характеристики трансформаторного масла от приложенного напряжения к электродам.
1 – без воздействия ЛИ, 2 – с воздействием ЛИ.
Рисунок.22. Зависимость вольт – амперной характеристики бидистиллированной воды от приложенного напряжения к электродам.
1 – без воздействия ЛИ, 2 – с воздействием ЛИ.
Рисунок.23. Зависимость вольт – амперной характеристики бидистиллированной воды от мощности ЛИ
Рисунок.24. Зависимость вольт – амперной характеристики индустриального масла (ИД-20) от приложенного напряжения к электродам. 1 – без воздействия ЛИ, 2 – с воздействием ЛИ.
Общие выводы
1. Анализ литературных источников показал, что существующие работы, посвященные пробою жидкостей, не имеют полной теории пробоя жидкостей. Основные электрические свойства жидкостей, по-видимому, определяются «ближним порядком», т.е. характером взаимодействия молекул с ближайшими соседями, как это имеет место у полупроводников.
2. Несмотря на трудности связанные с отсутствием полной теории пробоя жидкостей, были установлены закономерности пробоя. Основными процессами электрического пробоя жидкости в начальной стадии являются многофотонная ионизация каскадная, или лавинная ионизация. Первые электроны появляются благодаря зависящему от частоты туннельному эффекту, на высоких частотах туннельный механизм эквивалентен многофотонной ионизации.
3. Установлено, что пробой с помощью лазерного излучения можно получить, используя фотохимические вещества либо за счет нелинейной ионизации вещества.
4. Установлено, что основными параметрами, влияющими на характер взаимодействия лазерного излучения с веществом, являются:
· потенциал ионизации вещества;
· интенсивность лазерного излучения.
5. Проведен анализ физических процессов в области воздействия лазерного излучения на вещество, который выявил последовательность этих процессов и показал возможность получения пробоя воздействием лазерного излучения на вещество.
6. Разработана методика расчета параметров пробоя: напряженность поля (Е), размеры области фокусировки лазерного излучения (V), расчет плотности мощности излучения и т.д. и математическая модель для расчета необходимых условий для возникновения пробоя в зоне воздействия лазерного излучения.
7. Рассмотрена вероятность туннельного механизма ионизации когда параметр адиабатичности много меньше единицы, точнее, 
и получена вероятность ионизации вещества при заданных параметрах лазерного излучения: интенсивность излучения, напряженность поля, потенциал ионизации вещества.
8. Проведен расчет параметров пробоя: напряженность поля (Е), размеры области фокусировки лазерного излучения (V), расчет плотности мощности излучения и т. д.
9. Разработана и сконструирована экспериментальная установка для проведения экспериментов по исследованию влияния лазерного излучения на электропроводность диэлектрических жидкостей.
10. Разработана система электропитания данной установки, которая обеспечивает заданные требования по напряжению и силе тока (т.е. величин влияющих на характер эрозионных процессов).
11. Определен тип исследуемых диэлектрических жидкостей, которые будут использованы в эксперименте. Основным критерием выбора типа жидкости было: использование в традиционных методах электроэрозионной обработки материалов, возможность использования исследуемой жидкости в нашей установке.
12. Создана методика эксперимента для исследования влияния следующих параметров на электропроводность диэлектрических жидкостей:
· Расстоянием между электродами;
· Падением напряжения на электродах;
· Мощностью лазерного излучения.
13. Экспериментально исследовано влияние энергетических параметров лазерного излучения (интенсивность излучения) на физические параметры (электропроводность) исследуемых диэлектрических веществ: минеральных масел, бидистиллированной воды.
14. Проведены исследования влияния параметров ячейки (межэлектродный зазор, приложенное к электродам напряжение) на электропроводность минеральных масел и бидистиллированной воды, установлено, что изменение этих параметров существенно влияет на электропроводность вещества.
15. Результаты анализа полученных графиков выявили нецелесообразность использования данного типа излучения (CO2-лазер мощность до 100 Вт, энергия кванта излучения-hn=0,117 эВ,) для реализации фотоэффекта в данных средах. Поэтому для решения основной задачи работы целесообразнее использование: излучения с более короткой длиной волны менее 500 нм., применение фотохимических сред, лазерное излучение сверхкороткими импульсами (пикосекунды), диаметр фокусировки излучения 10 .
Список используемой литературы
1. Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М: Наука, 1989.-373 c.
2. Делоне Н.Б. Крайнов В.П. Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением – М: Физматлит, 2001.-421 c.
3. Бломберг Н. Электрический пробой под действием лазерного излучения // Квантовая электроника. 1974.- № 4.-С.786-805.
4. Райзер Ю.П. Пробой газов под действием лазерного излучения // Соросовский образовательный журнал. 1998.- № 1.-С.89-94.
5. Бункин Н.Ф., Лобеев А.В. Бабстонно-кластерная структура при оптическом пробое жидкости // Квантовая электроника.1994.-T.21.- № 4.-С.319-323.
6. Бункин Ф.В., Трибельский М.И. Нерезонансное взаимодействие мощного оптического излучения с жидкостью//Успехи физических наук.-1980.- Т.130.-№2.-С.193-239.
7. Зон Б.А. Взаимодействие лазерного излучения с атомами // Соросовский образовательный журнал. 1998.- № 1.-С.84-88.
8. Балыгин И.Е. Электрическая прочность жидких диэлектриков. М., ”Энергия”, 1964.-228 c.
9. Репеев Ю.А. Двухфотонное поглощение в плавленом кварце и воде на длине волны 212.8 нм. // Квантовая электроника.1994.- T.21.- № 4.- С.962-964.
10. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. – М.: Машиностроение, 1989.-304 c.
11. Козлов Г.И., Кузнецов В.А. Многолучевой непрерывный газоразрядный СО2 - лазер «Иглан-3» //Квантовая электроника.-1986.-Т.12.-№3.- С. 553-558.
12. Абильсиитов Г.А., Велихов Е.П., Голубев В.С. и др. Мощные газоразрядные лазеры и их применение в тёхнологии. - М.: Наука, 1984.-106 c.
13. Антюхов В.В., Бондаренко А.И., Глова А.Ф.и др. Мощный многолучевой СО2 - лазер, возбуждаемый разрядом переменного тока//Квантовая электроника.-1981.-Т.8.-№10.- С. 2234-2237.
14. Базелян Э.М. Райзер Ю.П. Искровой разряд. - МФТИ, 1997.- 475 c.
15. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1973.-832 c.
16. П.П. Напартович Справочник по лазерной технике. – М.: Наука, 1992.- 573 c.
17. Трибельский М.И. О форме поверхности жидкой фазы при плавлении сильнопоглощающих сред лазерным излучением//Квантовая электроника.-1978.-Т.5.-№4.-С. 804-812.
18. Гайдуков А.Н. Процессы лазерной обработки анизотропных гетерогенных материалов: Дис. …к-та тех. наук./ ТулГУ. Тула, 2002 .-132 с.
Приложения
Приложение А
Схема лавинного размножения электронов во времени
Приложение Б
Приложение В
Механизм пробоя жидких диэлектриков включает 3 основных процесса
1. электронная эмиссия катода;
2. ударную ионизацию;
3. взаимодействие электронов с частицами среды.
4.
,
где А и В - постоянные
Приложение Г
Показан механизм образования бабстоных (бабстон-устойчивый микропузырек газа) кластеров.
Приложение Д.
Профиль интенсивности света (1) и плотности плазмы (2) в световой нити (3-виртуальное изменение диаметра). Плотность электронов в плазме очень резко зависит от радиуса нити.
Приложение Е
Схема образования потенциального барьера в постоянном внешнем поле Еconst; U(r) – потенциал квантовой системы в отсутствие внешнего поля.
Приложение Ж
Возможные механизмы ионизации, зависимость их от интенсивности излучения(F), потенциала ионизации и частоты.
Похожие работы
... влияющие на точность и воспроизводимость результатов. Области практического применения лазерной размерной обработки ограничены преимущественно получением отверстий не выше 3-го класса точности. Тем не менее, лазерная технология получения отверстий внедрена на ряде предприятий, где с ее помощью получают черновые отверстия (на проблемах внедрения этих процессов мы остановимся позднее). Относительно ...
... -текущих планов мероприятий – до исполнения. -перспективных планов мероприятий – 5 лет. Выводы по разделу 1. В первом разделе были рассмотрены теоретические основы управления качеством, являющимися базовыми при разработке системы управления качеством. Был затронут международный опыт данной деятельности. При работе над первым разделом была рассмотрена и представлена в разделе, процедура получения ...
0 комментариев