Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 3 » Статья стр. 565
<<<>>>
Лазерное испарение мишеней из сложного оксида церия и иттрия для задач плазменной сепарации компонентов
Государственное задание министерства науки и высшего образования Российской Федерации, № 075-00270-26-00
Антонов Н.Н. 1, Кузьмичёв С.Д. 1, Платонов М.Д. 1, Серов А.О. 1
1Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия
Email: antonovnickola@gmail.com, sdkuzmichev@gmail.com, platonov.md@yahoo.com, aloleserov@yandex.ru
Поступила в редакцию: 11 сентября 2025 г.
В окончательной редакции: 1 ноября 2025 г.
Принята к печати: 13 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 17 февраля 2026 г.
PDF версия
Концепция плазменной сепарации смесей оксидов включает в себя, в качестве одного из этапов, конвертацию этих смесей в плазменный поток. Проведено экспериментальное исследование процессов конвертации конденсированной смеси модельных веществ в паровую фазу с помощью излучения квазинепрерывного лазера с длиной волны 1067 nm. Экспериментально продемонстрирована возможность испарения в вакууме мишени, состоящей из смеси тугоплавких сложных оксидов церия и иттрия, с производительностью на уровне 10 g/h, в условиях, отвечающих требованиям к источнику пара для процесса плазменной сепарации компонентов. Определена плотность мощности излучения на уровне 1· 106 W/cm2, при которой наблюдается оптимальное соотношение скоростей испарения и нежелательной наработки крупнодисперсных частиц в продуктах разрушения мишени. На нестационарной стадии процесса наблюдается инконгруэнтность испарения компонентов, которая в дальнейшем может быть использована для обогащения материала мишени наименее летучими компонентами. Реализация такого обогащения концептуально позволит снизить требования к производительности процесса плазменной сепарации. Ключевые слова: лазерное испарение, плазменная сепарация, оксиды редкоземельных металлов, волоконный лазер.
  1. G. Liziakin, N. Antonov, V.S. Smirnov, R. Timirkhanov, A. Oiler, R. Usmanov, A. Melnikov, N. Vorona, S. Kislenko, A. Gavrikov. J. Phys. D: Appl. Phys., 54 (41), 414005 (2021). https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac128e
  2. B. Luther-Davies, V. Kolev, M. Lederer, N. Madsen, A. Rode, J. Giesekus, K. Du, M. Duering. Appl. Phys. A, 79 (4), 1051 (2004). https://doi.org/10.1007/s00339-004-2626-x
  3. E.G. Gamaly, A.V. Rode, B. Luther-Davies. J. Appl. Phys., 85 (8), 4213 (1999). https://doi.org/10.1063/1.370333
  4. Ю.А. Котов, В.В. Осипов, О.М. Саматов, М.Г. Иванов, В.В. Платонов, А.М. Мурзакаев, Е.И. Азаркевич, А.И. Медведев, А.К. Штольц, О.Р. Тимошенкова. ЖТФ, 74 (3), 72 (2004). [Y.A. Kotov, V.V. Osipov, O.M. Samatov, M.G. Ivanov, V.V. Platonov, A.M. Murzakaev, E.I. Azarkevich, A.I. Medvedev, A.K. Shtolts, O.R. Timoshenkova. Tech. Phys., 49 (3), 352 (2004). https://doi.org/10.1134/1.1688424]
  5. G. Staupendahl, G. Michel, G. Eberhardt, E. Muller, Ch. Oestreich, W. Vogelsberger, J. Schlegel. J. Laser Appl., 11 (1), 14 (1999). https://doi.org/10.2351/1.521874
  6. V.V. Osipov, V.V. Platonov, V.V. Lisenkov, E.V. Tikhonov, A.V. Podkin. Appl. Phys. A, 124 (3), 3 (2018). https://doi.org/10.1007/s00339-017-1348-9
  7. В.А. Петров. ТВТ, 54 (2), 197 (2016). https://doi.org/10.7868/S0040364416020150 [V.А. Petrov. High Temperature, 54 (2), 186 (2016). https://doi.org/10.1134/S0018151X16020140]
  8. R.A. Usmanov, R.Kh. Amirov, A.V. Gavrikov, G.D. Liziakin, A.D. Melnikov, V.P. Polistchook, I.S. Samoylov, V.P. Smirnov, N.A. Vorona, I.M. Yartsev. Plasma Sources Sci. Technol., 29 (1), 015004 (2020). https://doi.org/10.1088/1361-6595/ab5f33
  9. A.T. Nelson, D.R. Rittman, J.T. White, J.T. Dunwoody, M. Kato, K.J. McClellan. J. Am. Ceram. Soc., 97 (11), 3652 (2014). https://doi.org/10.1111/jace.13170
  10. W. Tropf, D. Harris. Window and Dome Technol. Mater., 1112, 9 (1989). https://doi.org/10.1117/12.960758
  11. Н.М. Аристова. ТВТ, 60 (6), 824 (2022). https://doi.org/10.31857/S0040364422040093 [N.M. Aristova. High Temperature, 60 (6), 756 (2022). https://doi.org/10.1134/S0018151X22040095]
  12. С. И. Анисимов, Я.А. Имас, Г.С. Романов, Ю.В. Ходыко. Действие излучения большой мощности на металлы (Наука, М., 1970)
  13. Н.И. Коротеев, Л.И. Шумай. Физика мощного лазерного излучения. (Наука, М., 1991), 309 с
  14. Электронный ресурс. База данных ICDD PDF-2. International Centre for Diffraction Data, URL: https://www.icdd.com/pdf-2 (дата обращения: 15.02.2025)
  15. J. Xu, R. Xi, X. Xu, Y. Zhang, X. Feng, X. Fang, X. Wang. J. Rare Earths, 38 (8), 840 (2020). https://doi.orgгк/10.1016/j.jre.2020.01.002
  16. М.В. Герасимов, Ю.П. Диков, О.И. Яковлев. Петрология, 20 (5), 439 (2012)
  17. V. Piacente, G. Bardi, L. Malaspina, A. Desideri. J. Chem. Phys., 59 (1), 31 (1973). https://doi.org/10.1063/1.1679807
  18. L.L. Ames, P.N. Walsh, D. White. J. Phys. Chem., 71 (8), 2707 (1967). https://doi.org/10.1021/j100867a049
  19. J.A. Thornton, J. Vac. Sci. Technol., 11 (4), 666 (1974). https://doi.org/10.1116/1.1312732
  20. V. Haas, R. Birringer. Nanostructured Mater., 1 (6), 491 (1992). https://doi.org/10.1016/0965-9773(92)90082-9
  21. A. Richter. Thin Solid Films, 188 (2), 275 (1990). https://doi.org/10.1016/0040-6090(90)90290-T
  22. А.В. Булгаков, А.Б. Евтушенко, Ю.Г. Шухов, И. Озеров, В. Марин. Квантовая электроника, 40 (11), 1021 (2010)
  23. Е.К. Казенас, Д.М. Чижиков. Давление и состав пара над окислами химических элементов (Наука, М., 1976), 342 с
  24. Е.К. Казенас. Термодинамика испарения двойных оксидов (Наука, М., 2004), 550 с
  25. D.R. Olander. Pure Appl. Chem., 62 (1), 123 (1990). http://dx.doi.org/10.1351/pac199062010123
  26. В.К. Гончаров, К.В. Козадаев, М.В. Пузырев, Д.Л. Славашевич. Инженерно-физический журн., 81 (2), 211 (2008). https://doi.org/10.1007/s10891-008-0027-2
  27. В.К. Гончаров, Г.А. Гусаков, В.И. Попечиц, М.В. Пузырев. Вестник БГУ, 3, 50 (2013).

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme