Изучение влияния магнитного поля на процессы при формировании дисперсных частиц в аргон-кислородной плазме. Ознакомление с процессом формирования ковалентной связи в магнитном поле. Исследование основных этапов фазового перехода в условиях плазмы.
Аннотация к работе
Национальный исследовательский Томский государственный университет Формирование магнитных частиц в низкотемпературной плазме в магнитном полеЗачастую плазмохимические процессы связаны с использованием или образованием конденсированной дисперсной фазы. Дисперсные частицы могут изменить подвижность зарядов, а также другие параметры низкотемпературной плазмы. Цель работы - изучение влияния магнитного поля на процессы при формировании дисперсных частиц в аргон-кислородной плазме, содержащей атомы железа и углерода при атмосферном давлении. Для оптимизации состава плазмообразующего газа моделировали равновесный состав смеси, содержащей атомы железа и углерода, при температурах 1000-5000K. Приводятся результаты исследований дисперсных частиц, образующихся в аргон-кислородной плазме дугового разряда в магнитном поле и без поля.Плазма широко используется для: получения наноструктур, выращивания алмазоподобных пленок, травления при формировании устройств микроэлектроники, очистки поверхности металлов, нанесения покрытий, в том числе тугоплавких. Недавние примеры использования дуги в широком диапазоне давлений для образования микро-и наночастиц можно найти в работах [1 - 3]. При термодинамическом равновесии дисперсный углерод формируется лишь при содержании О2 в плазмообразующей смеси менее 1,3 моль/кг, а Fe3C - при содержании О2 менее 1,5 моль/кг. Нами показано, что при столкновениях в магнитном поле в результате теплового движения в условиях термодинамического равновесия спиновой системы лишь 1/3n часть (синглетное состояние) завершается образованием молекул, где n - количество не перекрывающихся диапазонов фаз неопределенности углового положения при прецессии спина [10]. Радикалы, не образовавшие ковалентной связи с другими реагентами при первом столкновении, в следующем контакте могут сталкиваться с радикалами другого реагента или дисперсной частицей, с формированием или без формирования ковалентной связи.Порошок исследовали с помощью рентгеновского дифрактометра XRD-7000S, использующей линии KCUA1 и KCUA2 (1,54051 и 1,54433 A). В порошке, формируемым без магнитного поля, рентгеновская дифракция обнаруживает до 95% углерода. Оксиды железа наблюдаются в незначительном количестве. Карбиды, концентрирующиеся на электродах, в порошке не обнаруживаются как с полем, так и без поля. На сканирующем электронном микроскопе Tescan Vega II LMU с использованием блока для энергодисперсионного анализа INCA Energy (INCA x-act) определяли содержание элементов.Экспериментально установлено, что внешнее магнитное поле оказывает значительное влияния на процессы при формировании дисперсной фазы в охлаждающейся аргон-кислородной плазме с парами С и Fe.