ФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ, УСКОРИТЕЛЕЙ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
Приведены результаты испытаний мощного высокочастотного генератора плазмы, разработанного для инжектора высокоэнергетичных атомов. Для работы в многосекундных импульсах в генератор введен охлаждаемый щелевой экран. Описывается стабильная работа генератора в импульсах длительностью 20 секунд при ~38 кВт входной мощности, подаваемой на антенну. Проведены измерения плотности ионного тока плазмы на выходе генератора. Исследован нагрев элементов генератора в течении рабочего импульса. Определены основные факторы, влияющие на потерю подаваемой мощности. Снижены потери мощности, вызванные вихревыми токами в кольцевых фланцах.
ФИЗИКА ЖИДКОСТИ, НЕЙТРАЛЬНЫХ И ИОНИЗОВАННЫХ ГАЗОВ
В работе экспериментально изучаются сценарии диффузионного горения круглой микроструи водорода, истекающей из цилиндрического тонкостенного микросопла диаметром 200 мкм при поджигании вблизи и на расстоянии от среза сопла. Полученные экспериментальные данные сравниваются с ранее полученными, результаты выражены в безразмерных параметрах (через числа Рейнольдса). Установлено, что стабилизация пламени при истечении круглой микроструи водорода связана с нагревом сопла сферической областью пламени, охватывающей его срез. Показан гистерезис процесса диффузионного горения круглых микроструй водорода в зависимости от способа поджигания микроструи (вблизи или вдали от среза сопла) и от изменения скорости истечения (возрастания или уменьшения).
Развиты методы восстановления аэродинамических сил, основанные на использовании данных измерений весовыми элементами и акселерометром. Разработан метод обработки сигналов, позволяющий провести коррекцию данных измерений весовых элементов с помощью дополнительных данных по ускорению элементов опоры. Приведены примеры применения предложенного метода в условиях аэродинамической трубы импульсного действия в экспериментах на массивных моделях, как с постоянными, так и падающими во время испытания параметрами потока. Показано увеличение точности измерений однокомпонентных силоизмерительных датчиков.
ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА, ПОЛУПРОВОДНИКОВ, НАНОСТРУКТУР
В работе исследованы физико-химические аспекты газофазного синтеза нанопорошков в циклическом реакторе при сжатии прекурсоров (метан, этилен, ацетилен) в условиях, близких к адиабатическим, в атмосфере буферных одноатомных газов (аргон, гелий, неон). Изучено влияние давления в реакторе и объемного соотношения прекурсор / буферный газ на состав, морфологию и структуру углеродсодержащих частиц, являющихся продуктами пиролиза. Установлено, что полное разложение наблюдается для всех прекурсоров, но при разных условиях. Тепловое разложение метана, имеющего минимальную энтальпию образования, наблюдалось в атмосфере аргона 97,5 % при пиковом давлении более 10 МПа. Обнаружено, что в атмосфере гелия возможности термической релаксации в условиях быстрых реакций (< 50 мс) существенно ограничены: удалось разложить только ацетилен, имеющий максимальную энтальпию образования. Полученные твердые продукты реакций представляют собой черные порошки с плотностью 20–30 мг/см3. Порошки исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии, комбинационного рассеяния, рентгеноструктурного анализа. Частицы – полые или с заполненным центром глобулярные луковичные структуры размером до 100 нм. Рентгеноструктурный анализ показал наличие графитоподобных кристаллитов размерами менее 10 нм во всех образцах. Комбинационное рассеяние показало главным образом sp2-гибридизацию углерода. Показаны широкие возможности метода циклического адиабатического сжатия для пиролиза углеводородов с целью производства разнообразных углеродных структур, позволившие осуществить регулируемый выход углеродных наноматериалов с требуемой для практического использования морфологией.
В настоящей работе впервые проведено экспериментальное исследование влияния состава порошковой смеси алюминия и карбида бора на микроструктуру и основные свойства покрытий, формируемых методом холодного газодинамического напыления. Получена серия образцов с покрытиями на подложках из нержавеющей стали. Проведен анализ микроструктуры полученных покрытий методами сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Измерена микротвердость и адгезионная прочность покрытий. Показано, что увеличение доли карбида бора в порошковой смеси от 0 до 72 об.% приводит к росту его доли в покрытии от 0 до 1517 об.%, росту микротвердости от 46,3 до 72,4 HV0,3 и адгезионной прочности от 17,4 до 61,4 МПа. Полученные результаты открывают широкие перспективы применения метода холодного газодинамического напыления для создания функциональных покрытий, востребованных в атомной промышленности.
В данной статье разработана оптоэлектронная методика, техника и технология получения стабилизированного электрического поля, в основе которого лежат внешние естественные возобновляемые источники различных типов. Предложено устройство, действующее на основе аномального фотовольтаического эффекта (АФН-эффект), когда тепло человеческого тела преобразуется в электрическое поле. Показано, что используя потенциал такого электрического поля, можно разработать индивидуальные, автономно работающие микроминиатюрные оптоэлектронные приборы различного назначения.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ
В статье рассказывается о кафедре аэрофизики и газовой динамики физического факультета Новосибирского гоударственного университета, базирующейся в Институте теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН.
В работе приведена информация об истории образования, становлении, основных направлениях деятельности и результатах работы Аналитического и технологического исследовательского центра физического факультета Новосибирского государственного университета (АТИЦ ФФ НГУ) за 15 лет существования. Основными направлениями физических исследований являются: современное материаловедение, наноматериалы, нанотехнологии и технологические процессы, экспериментальная диагностика структур и веществ, компьютерное моделирование низкоразмерных структур, улучшение характеристик элементов и устройств полупроводниковой электроники, поиск материалов для систем хранения и передачи цифровой информации, исследование и разработка технологии получения низкоразмерных полупроводниковых систем, катализаторов, метаматериалов и органических материалов для электроники, исследование материалов и систем терагерцовой электроники. Благодаря организации в структуре Центра коллективного пользования «Высокие технологии и аналитика наносистем» (ЦКП «ВТАН») АТИЦ успешно сотрудничает с научными, образовательными организациями и предприятиями реального сектора экономики России, Сибирского региона и сопредельных стран. Основной объем научных исследований выполняется сотрудниками молодежной Лаборатории функциональной диагностики низкоразмерный структур для наноэлектроники (ЛабФДНС), что способствует вовлечению обучающихся и молодых сотрудников НГУ в выполнение актуальных и востребованных научно-исследовательских работ, и это обеспечивает им высокий уровень подготовки по избранным направлениям.
В данной статье представлены сведения о ресурсах ЦКП «УМС НГУ-ННЦ» и состоянии ускорительной масс-спектрометрии (УМС) в России. Описаны ключевые отличия метода УМС от традиционных способов определения радиоуглерода, приведен принцип действия ускорительных масс-спектрометров российского (Уникальная научная установка «УМС ИЯФ СО РАН») и швейцарского (MICADAS-28) производства, а также даны основные сведения о методиках изготовления графитовых мишеней для УМС-анализа.
В статье представлена кафедра нанокомпозитных материалов Новосибирского государственного факультета. Рассказывается об истории создания кафедры, а также читатель узнает некоторые основные сведения о коллективе кафедры и особенностях преподаваемых курсов.