Вышедшие номера
Теоретическое и экспериментальное исследование обработки мелкодисперсного порошка оксида эрбия в высокочастотной плазменной струе для получения светоизлучающих микросфер
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , State assignment, FSEG-2023-0012
Сергеев В.А.1, Зверев С.Г.1, Грачев С.Ю.1, Медведев А.В.2, Иванов Д.В.1, Машигин А.А.1
1Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: d.ivanov@spbstu.ru
Поступила в редакцию: 5 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 27 июня 2025 г.
Принята к печати: 7 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 27 октября 2025 г.

Описано математическое моделирование процессов в высокочастотном индукционном плазмотроне. Полученные распределения температуры и скорости плазмы использовались в качестве исходных данных для расчета движения порошка оксида эрбия в плазменной струе. В результате получены параметры технологического процесса, обеспечивающие эффективную обработку. Эти рабочие параметры использовались для экспериментальных исследований. Полученные микросферы оксида эрбия оказались на порядок больше исходного порошка. Представлены гипотезы, объясняющие этот результат. Оптические исследования полученных микросфер показали интенсивную фотолюминесценцию в видимой и ближней инфракрасной области спектра. Ключевые слова: оксид эрбия, светоизлучающие микросферы, плазменная обработка, высокочастотный индукционный плазмотрон.
  1. H. Guo, Y.M. Qiao, Opt. Mater., 31, 583 (2009). DOI: 10.1016/j.optmat.2008.06.011
  2. A. Rapaport, J. Milliez, M. Bass, A. Cassanho, H. Jenssen, J. Display Technol., 2 (1), 68 (2006). DOI: 10.1109/JDT.2005.863781
  3. А.В. Медведев, А.А. Дукин, Н.А. Феоктистов, В.Г. Голубев, Письма в ЖТФ, 43 (19), 35 (2017). DOI: 10.21883/PJTF.2017.19.45079.16911 [A.V. Medvedev, A.A. Dukin, N.A. Feoktistov, V.G. Golubev, Tech. Phys. Lett., 43 (10), 885 (2017). DOI: 10.1134/S106378501710008X]
  4. А.В. Медведев, А.А. Дукин, Н.А. Феоктистов, В.Г. Голубев, ФТП, 53 (7), 917 (2019). DOI: 10.21883/FTP.2019.07.47867.9077 [A.V. Medvedev, A.A. Dukin, N.A. Feoktistov, V.G. Golubev, Semiconductors, 53 (7), 901 (2019). DOI: 10.1134/S1063782619070170]
  5. K. Imakita, H. Shibata, M. Fujii, S. Hayashi, Opt. Express, 21 (9), 10651 (2013). DOI: 10.1364/OE.21.010651
  6. M. Humar, I. Musevic, Opt. Express, 18 (26), 26995 (2010). DOI: 10.1364/OE.18.026995
  7. Y. Xu, W. Liang, A. Yariv, J.G. Fleming, S.-Y. Lin, Opt. Lett., 29 (5), 424 (2004). DOI: 10.1364/OL.29.000424
  8. K. Han, Y. Zhang, Z. Fang, T. Cheng, M. Gao, Chem. Lett., 36 (9), 1124 (2007). DOI: 10.1246/cl.2007.1124
  9. T.D. Nguyen, C.D. Dinh, T. Do, ACS Nano, 4 (4), 2263 (2010). DOI: 10.1021/nn100292s
  10. С.В. Дресвин, А.В. Донской, В.М. Гольдфарб, В.С. Клубникин, Физика и техника низкотемпературной плазмы (Атомиздат, М., 1972). [S.V. Dresvin, A.V. Donskoy, V.M. Goldfarb, V.S. Klubnikin, Physics and technology of low-temperature plasmas (Iowa State University Press, Ames, USA, 1977)
  11. С.В. Дресвин, С.Г. Зверев, Плазмотроны: конструкции, параметры, технологии (Изд-во Политехн. ун-та, СПб., 2007)
  12. M.I. Boulos, P.L. Fauchais, E. Pfender, Handbook of thermal plasmas (Springer International Publ., 2023). DOI: 10.1007/978-3-030-84936-8
  13. С.В. Дресвин, С.Г. Зверев, Теплообмен в плазме (Изд-во Политехн. ун-та, СПб., 2008)
  14. D.V. Ivanov, S.G. Zverev, IEEE Trans. Plasma Sci., 45 (12), 3125 (2017). DOI: 10.1109/TPS.2017.2773140
  15. D.V. Ivanov, S.G. Zverev, IEEE Trans. Plasma Sci., 48 (2), 338 (2020). DOI: 10.1109/TPS.2019.2957676
  16. D.V. Ivanov, S.G. Zverev, IEEE Trans. Plasma Sci., 50 (6), 1700 (2022). DOI: 10.1109/TPS.2022.3175741
  17. D.V. Ivanov, S.G. Zverev, Вестн. Башкир. ун-та, 28 (3), 222 (2023). DOI: 10.33184/bulletin-bsu-2023.3.2
  18. Высокоскоростная камера Evercam HR 2000-16-С [Электронный ресурс]. https://evercam.ru/produktsiya/52/945/
  19. И.П. Гуляев, О.П. Солоненко, Теплофизика и аэромеханика, 20 (6), 789 (2013). [I.P. Gulyaev, O.P. Solonenko, Thermophys. Aeromech., 20 (6), 769 (2013). DOI: 10.1134/S0869864313060140]
  20. О.П. Солоненко, Теплофизика и аэромеханика, 21 (6), 767 (2014). [O.P. Solonenko, Thermophys. Aeromech., 21 (6), 735 (2014). DOI: 10.1134/S0869864314060080]
  21. В.Я. Фролов, Д.В. Иванов, М.А. Шибаев, Письма в ЖТФ, 40 (16), 1 (2014). [V.Ya. Frolov, D.V. Ivanov, M.A. Shibaev, Tech. Phys. Lett., 40 (8), 676 (2014). DOI: 10.1134/S1063785014080185]
  22. Г.Н. Алиев, В.Г. Голубев, А.А. Дукин, Д.А. Курдюков, А.В. Медведев, А.Б. Певцов, Л.М. Сорокин, Д. Хатчисон, ФТТ, 44 (12), 2125 (2002). [G.N. Aliev, V.G. Golubev, A.A. Dukin, D.A. Kurdyukov, A.V. Medvedev, A.B. Pevtsov, L.M. Sorokin, J.L. Hutchison, Phys. Solid State, 44 (12), 2224 (2002). DOI: 10.1134/1.1529915]
  23. В.В. Овсянкин, П.П. Феофилов, Изв. АН СССР. Сер. физ., 37, 262 (1973)
  24. P.J. Winzer, D.T. Neilson, A.R. Chraplyvy, Opt. Express, 26 (18), 24190 (2018). DOI: 10.1364/OE.26.024190