Способы формирования и методы исследования плёночных и композиционных электродов для малогабаритных лазеров на углекислом газе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат технических наук Пчелинцева, Наталья Ибрагимовна

• Пчелинцева, Наталья Ибрагимовна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пчелинцева, Наталья Ибрагимовна

Содержание

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физика квантовых систем

1.2. Особенности лазеров на активных смесях С02-К2-Не

1.3. Отпаянный СОг-лазер как замкнутая газоразрядная система

1.4. Экспериментальные исследования по изучению изменения газового состава наполнения в отпаянных СОг-лазерах

1.5. Способы сохранения постоянства газового наполнения в отпаянных СОг-лазерах

1.6. Электроды отпаянных С02-лазеров

1.7. Результаты анализа литературных источников и постановка задачи

2. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Объект исследования

2.2. Предмет исследования

2.3. Оборудование для изготовления и исследования свойств экспериментальных образцов электродов

2.4. Способы формирования экспериментальных образцов

2.4.1. Получение цилиндрических пленочных электродов БеМ^г

2.4.2. Изготовление композиционных электродов

2.5. Методы и методики исследования

2.5.1. Экспериментальный прибор и некоторые особенности его изготовления

2.5.2. Метод исследования газового состава

2.5.3. Другие методы исследования экспериментальных электродов

Выводы к главе 2

3. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПЛЕНОЧНЫХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ

3.1. Анализ некоторых свойств экспериментальных образцов

Стр.

3.2. Экспресс-испытания экспериментальных образцов в пробниках

3.3. Исследование свойств пленочных и композиционных электродов и условий их работы в отпаянных газоразрядных трубках

3.3.1. Особенности выбора электродов для детального изучения

3.3.2. Некоторые конструктивные решения по оптимизации катодного узла

3.3.3. Экспериментальное изучение изменения парциальных давлений газовой смеси в газоразрядных трубках С02-лазеров

3.4. К вопросу математического моделирования процессов в СОг-лазерах

3.5. Испытания газоразрядных трубок на долговечность

3.6. О механизме работы регенератора СщО

Выводы к главе 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Способы формирования и методы исследования плёночных и композиционных электродов для малогабаритных лазеров на углекислом газе»

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс в создании мобильных систем мониторинга окружающей среды, лазерной хирургии и наноинженерии в значительной степени связан с малогабаритными отпаянными лазерами на химически активных средах. Газоразрядный лазер на углекислом газе - типичный их представитель. Отпаянный С02-лазер на смеси С02-М2-Не-Хе представляет собой замкнутую систему. Такую систему нельзя отнести к открытой неравновесной, поскольку она не подвергается извне притоку энергии или вещества, за исключением использования систем мониторинга, скажем в открытом космосе и т.п.

Однако в рабочем режиме, при функционировании тлеющего разряда, зажженного между электродами (анодом и катодом) лазера, внутри замкнутой системы начинают наблюдаться явления, сопровождающиеся значительным изменением свойств внутренней системы: в плазме тлеющего разряда происходит диссоциация и ионизация молекул и атомов, бомбардировка поверхности электродов заряженными и ускоренными частицами, нагрев электродов (особенно катода), разогрев газовой смеси и т.д. Без получения конкретных экспериментальных данных о величинах температуры, об изменении парциальных давлений газов в смеси С02-1Ч2-Не-Хе, об устойчивости к распылению рабочей поверхности катода (анод, бомбардируемый электронами и отрицательно заряженными частицами, обычно подвергается распылению лишь при весьма низких давлениях смеси), а также и о параметрах других процессов, весьма сложно описать их, с достаточно высокой достоверностью, методами классической равновесной термодинамики.

Наряду с этим, электрод (обычно полый цилиндр), служащий в газоразрядной среде отпаянного С02-лазера катодом, является интересным объектом исследования физики конденсированного состояния, поскольку он подвергается одновременно ионной бомбардировке и воздействию температуры. В зависимости от материала, конструкции и состояния его

внутренней (рабочей) поверхности зависит долговременная стабильность разряда и устойчивость к распылению, а следовательно, в значительной мере, и долговечность отпаянного лазера, что важно не только в научном, но и в прикладном плане. Вызывает научный и практический интерес исследование влияния материала электрода на физико-химические процессы, происходящие на его внешней поверхности при контакте с ней компонентов газовой смеси, и особенно таких активных газов, как СО, 02, N2, СО2, поскольку известно, что от стабильности состава газовой смеси зависит и неизменность выходной мощности ССЬ-лазера. Актуальность данной работы обусловлена необходимостью поиска подходов к созданию электродов, обладающих стабильностью горения разряда, определенной устойчивостью к распылению и высокими каталитическими свойствами применительно к газоразрядным смесям отпаянных ССЬ-лазеров (состав СОг-Ыг-Не-ХеИ: 1:0,5:4, общее давление Р=0,2...13,3 кПа, плотность разрядного тока у = 1... 10 мА/см ). Прогресс в получении нанопорошков, обеспечивающих создание композиционных пленок и покрытий, дает основание для разработки электродов с особыми каталитическими свойствами. Создание новых способов получения и методов исследования электродов в таких замкнутых системах, как малогабаритные отпаянные С02-лазеры, представляется своевременным. Важны и новые знания о процессах, происходящих в различных частях газоразрядной трубки отпаянного С02-лазера (в анодной, катодной и в капилляре, соединяющем обе эти части и в котором распространяется плазма тлеющего разряда).

Анализ процессов, происходящих в отпаянных С02-лазерах, должен опираться на работах Carbone J. Robert, Дубровина И.В., Очкина В.H., Соболева H.H., выбор объектов исследования - на результатах Hochuli Urs. Е., Авдонькина В.В., Горелика A.B., Коржавого А.П., Чернова Н.К., Прасицкого В.В., а методы исследования целесообразно выбирать, опираясь на работах Короля JI.H., Томилина H.A., Светцова В.И.

Выполнив надежную интерпретацию результатов этих

экспериментальных исследований, можно определить объекты, методы и цели данных исследований.

Объекты и методы исследования:

а) полые цилиндрические образцы из биметаллов «серебро-медь» и «никель-медь», у которых наружная поверхность медная, а внутренняя, контактирующая с плазмой разряда, соответственно, серебряная и никелевая;

б) полые цилиндрические образцы из биметалла «сплав железо-никелевый 42Н-цирконий», у которых внутренняя цирконивая поверхность превращена в двухслойное покрытие (2г02^г1\Г);

в) полые цилиндрические образцы а) и б), на наружной поверхности которых сформировано покрытие из наночастиц меди, окисленных до Си20;

г) полые цилиндрические образцы а) и б), на наружной поверхности которых армировано композитное кольцо из спеченных нанопорошков Си20 или два кольца - из Си20 и ВаА14.

В качестве методов исследования выбраны хроматографический метод измерения парциальных давлений компонентов газовых смесей с двумя хроматографическими колоннами (метод Кароля Л.Н.) и метод Томилина Н. А., базирующийся на научно-диагностическом комплексе, сочетающую растровую электронную микроскопию (РЭМ), рентгено спектральный микроанализ (РСМА) с катод олюминисцентной приставкой (КЛ), а также стандартные методы оптической микроскопии, спектрального и химического анализов.

Цели работы. В данной диссертационной работе поставлены две основные цели:

- изыскать способы формирования объектов исследования, обеспечивающие их высокие устойчивость к распылению и каталитическую активность;

- выбрать методы и разработать методики для исследования свойств

объектов исследования в условиях, близких к наблюдаемым, в реальных малогабаритных отпаянных С02-лазерах.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

1. Обобщить и проанализировать известные экспериментальные данные по примененным материалам, конструкциям, способам получения и исследования свойств электродов для отпаянных С02-лазеров, а также по изучению физико-химических процессов, наблюдаемых в таких замкнутых системах.

2. Разработать способы изготовления экспериментальных образцов электродов из выбранных материалов, алгоритм техпроцесса, а также методы их экспресс-испытаний с целью тестирования свойств образцов в миниатюрных газоразрядных пробниках со смесью С02-К[2-Хе-Не.

3. С применением современных методов анализа изучить основные свойства фрагментов экспериментальных электродов, подвергнутых экспресс-испытаниям с целью выработки критериев обеспечения их устойчивости к распылению.

4. Оптимизировать способ контроля парциальных давлений компонентов газовой смеси отпаянного С02-лазера при эксплуатации в нем исследуемых экспериментальных электродов и оценить степень диссоциации этих компонентов в различных частях его газоразрядной трубки с целью создания электродов с высокой каталитической способностью.

5. Разработать экспериментальный газоразрядный прибор со смесью С02-К2-Хе-Не и оценить долговечность отобранных в процессе экспресс-испытаний перспективных электродов для применения их в долговечных отпаянных малогабаритных С02-лазерах.

Научная новизна работы в развитии новых подходов к получению экспериментальных образцов электродов и исследованию их свойств в замкнутой системе отпаянного С02-лазера с газовой смесью на химически

активных газах, когда на них воздействует плазма газового разряда и температура.

1. Впервые исследовано влияние плазмы тлеющего разряда состава С02-1Ч2-Хе-Не с рабочей поверхностью полых композиционных электродов, обработанной до низкой шероховатости (К2=0,08-0,16 мкм) и не содержащей посторонних включений и заметных дефектов и примесей (серебро марки Ср 999,9, 2Ю2, разделенная слоем от металлической подложки). Отсутствие таких дефектов не позволяет плазме химически активных газов создавать на зеркальной рабочей поверхности полых композиционных электродов локальные участки продуктов ее взаимодействия с материалом поверхности.

2. Впервые получены на наружных поверхностях композиционных электродов из коллоидных растворов наночастиц и нанопорошков меди покрытия из Си20 толщиной 15...20 мкм с удельной

у

поверхностью порядка 25 м /г, каталитическая активность которых значительно выше, чем у покрытий Си20, выращенных на медной поверхности из монометалла.

3. С использованием современных методов и разработанных методик и экспериментальных приборов получены данные о степени диссоциации компонентов газовой смеси в малогабаритных отпаянных С02-лазерах: наибольшей величиной она характеризуется в катодной части газоразрядной трубки, наименьшей - в газоразрядном канале и промежуточной - в анодной части. Применение катализаторов из Си20 снижает степень диссоциации С02 из-за постоянного потока из него углекислого газа в газовую смесь, а применение параллельно композитного регенератора из ВаА14 - снижает степень диссоциации N2.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные в ней экспериментальные результаты по способам формирования пленочных и композиционных электродов, по созданным при исследованиях экспресс-пробникам и приборам для длительных испытаний электродов в условиях, моделирующих процессы, происходящие в реальных С02-лазерах, могут быть использованы при конструировании, разработке новых малогабаритных отпаянных лазеров для различных областей применения. Разработанный алгоритм получения композиционных подложек полых электродов и основные технические приемы и режимы изготовления композитных регенераторов применены в производстве в ОАО «Биметалл», г. Калуга.

Достоверность полученных в диссертационной работе экспериментальных результатов обеспечивается применением аппаратуры и методов экспериментальной физики, широко известных и хорошо апробированных, выбором адекватных моделей и сравнением полученных в работе результатов с данными исследований зарубежных и отечественных авторов, которые в предельных случаях с ними согласуются.

На защиту выносятся:

1. Способы формирования пленочных и композиционных электродов и алгоритм получения их полых подложек с зеркальной рабочей поверхностью методами глубокой вытяжки из многослойных заготовок с последующей ротационной обработкой роликом; режимы получения на рабочей поверхности полых многослойных электродов двухслойных покрытий из гЮг^гЫ и наноструктурированных покрытий из тонкодисперсных порошков меди, окисленных до Си20.

2. Результаты экспериментальных исследований физических свойств полых электродов в замкнутом объеме газоразрядного лазера на химически активной газовой смеси С02-1Ч2-Хе-Не, полученные в миниатюрных газоразрядных пробниках объемом 50 см при токе 10 мА и в экспериментальных макетах С02-лазеров с применением

хроматографии, электронной растровой и оптической микроскопии, а также разработанных в данной работе методик.

3. Механизм функционирования регенератора С02 в условиях работы малогабаритного отпаянного лазера на углекислом газе, размещенного вне непосредственного контакта с ним плазмы тлеющего разряда.

Личный вклад автора состоит в разработке программы экспериментальных исследований, алгоритма техпроцессов получения композиционных и пленочных образцов электродов, в обработке и интерпретации результатов исследований. Изложенные в работе экспериментальные результаты получены автором самостоятельно. Данные, полученные совместно с другими соавторами, оговорены отдельно и снабжены соответствующими ссылками.

Апробация работы. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях «Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе» (М.: 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 и 2011 г.), а также на первой Всероссийской школе-семинаре студентов, аспирантов и молодых ученых «Наноинженерия - 2008» (М.: 2008 г.) и на четвертой Всероссийской школе-семинаре студентов, аспирантов и молодых ученых «Наноинженерия - 2011» (М.: 2011 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, из которых 3 - в рецензируемых журналах перечня, рекомендованного ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех основных разделов, заключения, общих выводов и приложения. Общий объем составляет 151 страница, включая 37 рисунков и 2 таблицы. Список цитируемой литературы содержит 107 наименований.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физика квантовых систем

Квантовая физика и одно из ее направлений - квантовая электроника -по-прежнему являются одним из интересных объектов исследования. Прежде всего это касается квантовых приборов.

Активная среда квантовых приборов (лазеров) является макроскопической системой. Она состоит из N0 тождественных слабо взаимодействующих микросистем (например, атомов или молекул), обладающих определенным спектром энергетических состояний [1].

Поглощение и выделение энергии в квантовой системе возможно лишь при переходах из одного стационарного состояния в другое. Причем, любой из переходов зависит от начального, конечного состояний и возмущающих факторов, вызывающих переход. Наибольшая вероятность перехода существует между двумя состояниями, квантовые числа которых, при равенстве спиновых, различаются не более чем на единицу. Переходы между другими парами состояний происходят со значительно меньшей вероятностью.

Возможность усиления электромагнитного поля квантовыми системами основана на явлении индуцированного (стимулированного, вынужденного) испускания. Под влиянием падающего извне излучения квантовая система способна перейти в более низкое энергетическое состояние, испустив при этом фотон [2]. По своим физическим характеристикам индуцированное излучение идентично падающему. Обратным индуцированному процессу является поглощение фотона с переходом квантовой системы в состояние с большей энергией.

В случае термодинамического равновесия населенность молекулярных уровней в соответствии с распределением Больцмана тем меньше, чем больше их энергия. Для простых невырожденных энергетических уровней (для населенности энергетического уровня А^) распределение Больцмана

имеет вид [1]:

(1.1)

г

где Г - абсолютная температура; к - постоянная Больцмана; г - нормирующая постоянная;

— энергия молекулы. Поскольку каждый вырожденный (т.е. которому могут соответствовать несколько различных состояний) энергетический уровень представляет собой несколько слившихся невырожденных уровней, то населенность вырожденных уровней должна быть пропорциональна числу слившихся простых уровней:

(1-2)

где gi - энергия /-го уровня,

Из этого следует, что сумма населенностей всех энергетических уровней равна количеству частиц И0, а из (1.2) ясно, что

Отношение населенностей, например, двух уровней определяется так:

Тогда, если для простых невырожденных уровней g2=gl=l, то соотношение (1.3) принимает широко известную форму [1-3]:

Щ=е-(уг-щЖкТ) ^ 4ч

N.

В квантовой системе непрерывно происходят переходы с выделением и поглощением энергии. Поглощая энергию, частицы переходят из основного состояния в одно из возбужденных. Через некоторый промежуток времени частицы самопроизвольно под действием внутренних возмущений возвращается в основное состояние. Для большинства возбужденных

состояний среднее время жизни т~ 10"6...10"9 с. Т.е. процессы испускания и поглощения энергии представляет собой результаты взаимодействия излучения и частиц вещества, а при излучении кванта энергии происходит переход атома или молекулы из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией.

Частота колебаний, излучаемой квантовой системой, определяется разностью энергий начального и конечного состояний и вычисляется по выражению:

бо21=(м?2-м?1 )/к, (1.5)

где к - постоянная Планка.

Квант энергии может быть излучен во внешнее пространство в виде фотона или выделен в виде тепловой энергии в окружающей среде. В первом случае переход будет излучательным, а во втором случае -безызлучательным. В то же время излучение квантов энергии связано с двумя процессами. Самопроизвольные переходы возбужденных частиц с верхних энергетических уровней на нижние не связаны с воздействием каких-либо внешних полей на квантовую систему. Излучение, возникшее в результате таких переходов, является спонтанным. Переходы с излучением энергии под воздействием внешнего электромагнитного поля, частота которого совпадает с частотой квантового перехода а2ь определяют как индуцированные (вынужденные или стимулированные).

Если квантовая система находится в термодинамическом равновесии, то населенность энергетических уровней постоянна: / Л = 0.

Поскольку разность энергий \V2-wj равна энергии кванта излучения ко)21, то

Щ §2 '

Необходимо также подчеркнуть еще раз и тот факт, что процессом в квантовой системе, обратным индуцированному излучению, является

поглощение фотона с переходом ее в состояние с большей энергией.

Таким образом, в квантовой системе с большим числом молекул, в случае термодинамического равновесия населенность молекулярных уровней в соответствии с распределением Больцмана тем меньше, чем больше их энергия. Поскольку вероятности прямого и обратного вынужденных переходов в расчете на одну молекулу одинаковы, равновесные среды являются поглощающими [2]. Преобладание переходов с испусканием над переходами с поглощением может быть достигнуто только в неравновесных системах. Квантовая система служит активной средой квантового усилителя или генератора. Она обеспечивает необходимый коэффициент усиления при допустимом расходе энергии на создание инверсии населенностей. Выражается коэффициент усиления в общем случае нижеследующим соотношением [2]:

где а^ - сечение квантового перехода,

~ разность населенностей рабочих уровней, определяемая как

свойствами активной среды, так и возможностями системы накачки. Поскольку а1г характеризует активную молекулу, ее нужно определить

более конкретно:

где с! — дипольный момент перехода; £У0 - частота перехода: Зсо0 - ширина спектральной линии; с — константа.

Для достижения необходимого усиления прибегают как к созданию большой перенаселенности на метастабильном верхнем уровне, когда сечение перехода мало, так и к созданию относительно слабой населенности лабильного верхнего уровня при большом сечении перехода. В любом случае

(1.7)

(1.8)

здесь важна эффективность использования энергии накачки, характеризуемой долей возбужденных молекул, которые забрасываются на нужный энергетический уровень. И самое важное. Поскольку усиление определяется разностью населенностей, а не населенностью верхнего уровня, преимуществом обладают активные среды с быстро очищающимся нижним уровнем.

Исходя из вида потребляемой энергии для создания инверсии населенностей, выделяют системы с оптической, электрической, тепловой и химической накачкой.

Активные смеси газоразрядных лазеров относят к категории столкновительных с электрической накачкой. Электроны разряда, ускорившись в приложенном статическом или высокочастотном электрическом поле, передают затем приобретенную энергию молекулам, с которыми они соударяются. Это могут быть молекулы рабочего газа. Но обычно, более выгодной оказывается передача энергии через промежуточную стадию возбуждения вспомогательного газа. Несовпадение времен релаксации для различных состояний молекулы открывает возможность получения инверсии в процессе термодинамического равновесия после, например, резкого изменения температуры среды. Проблему быстрого охлаждения газа решают способами газовой динамики в процессе адиабатического расширения.

Так, например, в углекислом газе (С02) медленнее других «остывают» антисимметричные колебания и, при определенных условиях, населенность колебательных уровней в течение определенного времени может превышать населенность других колебательных уровней.

Активная смесь на основе углекислого газа представляет значительный интерес, поскольку созданные на ее основе лазеры находят все более широкое применение во всех сферах науки и практики [4-11].

При практическом применении активную смесь с С02 заключают в резонатор, разрядную трубку, ограниченную, например,

плоскопараллельными зеркалами (резонатор) [9]. Для такой активной смеси характерна независимость выходной мощности и коэффициента полезного действия (КПД) от диаметра газоразрядной трубки [1] (см. рис. 1.1).

Ризл, Вт 70 г

60 50

О

Ризл

---

V V

%

12 10

10

30

40 50 й, мм

Рис. 1.1. Зависимость выходной мощности Ризл и КПД (//) резонаторана активной смеси С02-М2-Не от диаметра (с1) газоразрядной трубки [1]

В современных резонаторах, как правило, используют сферические зеркала или комбинации сферического и плоского зеркал. Основными параметрами резонатора являются радиусы кривизны отражающих поверхностей r¡и г2, расстояния между зеркалами L, диаметр апертурнои диафрагмы Z), ограничивающей поперечный размер луча [9]. Если в качестве параметров ввести величины q¡vLq2'.

qx -1-Ыгх и q2 =\-Ыг2, (1-9)

то при выполнении условия

0<ад2<1, (1.10)

резонатор будет работать устойчиво и лазерный луч, отклонившийся от оси, при многократных отражениях от зеркал, будет оставаться вблизи этой оси. Лазерное излучение, формируемое в резонаторе, характеризуется острой направленностью (малой угловой расходимостью), а энергия лазерного излучения может быть эффективно перенесена на большое расстояние и сфокусирована на малых площадях [7].

Квантовая система C02-N2-He (углекислый газ — азот — гелий) имеет своеобразие излучения и функционирования: генерируется излучение на

длине волны X = 10,6 мкм и после излучения фотона молекула С02 возвращается в основное состояние благодаря столкновениям с атомами Не. Несколько десятков таких столкновений оказывается достаточным для того, чтобы молекулы С02 передали атомам Не свою избыточную энергию, и перешли в основное состояние. Отметим, что у молекулы С02 энергия верхнего лазерного уровня составляет 0,28 эВ, а энергия излучаемых фотонов равна примерно 0,12 эВ. Это уникальное явление обеспечивает тот факт, что в когерентное излучение преобразуется 40 % энергии, приобретенной молекулой С02.

Поскольку энергия верхнего лазерного уровня невелика, то подавляющее число электронов в газоразрядной плазме способно передать молекулам С02 и К2 эту энергию, а это означает, что весьма значительная часть энергии источника накачки используется эффективно. В цифрах это означает: поскольку когерентное излучение составляет 40 % от мощности, затраченной на возбуждение молекул С02 до верхнего лазерного состояния, то 20...50 % мощности накачки расходуется полезно. Считают [1], что если вычесть мощность, рассеиваемую на электродах газоразрядной трубки, которая представляет собой потери, не связанные с механизмом генерирования колебаний, то КПД резонатора на С02-М2-Не будет существенно выше, чем это показано на рис. 1.2. Тогда можно получить (по скорректированным значениям КПД = 77), что от 40 % до 70 % мощности, расходуемой в активной смеси, используется для создания инверсии населенностей в лазерном переходе. Существенное влияние на 77 в смеси С02-]\Г2-Не оказывает высокая эффективность процесса резонансной передачи энергии от N2 к молекулам С02: добавление азота в активную смесь дает дву-, трехкратное повышение 77. Поэтому лазеры на такой активной смеси имеют и широкие перспективы практического применения [4-11].

п, %

ч

20-^--^-

44

Ризл

20 30 40 50 Р, Вт

Рис. 1.2. Зависимость КПД (77) резонатора на активной смеси С02-М2-Не от

уровня выходной мощности (РизЛ) [1]

Завершая анализ физических процессов, происходящих в квантовых системах, отметим, что вынужденный переход под действием электромагнитного поля не является единственной причиной изменения их состояния. Как уже было отмечено, время жизни возбужденного состояния имеет естественный предел, определяемый спонтанным излучательным переходом в какое-либо состояние с меньшей энергией. Существует и безызлучательные переходы, вызываемые соударением молекул и т. д. Подчеркнем, что все процессы в квантовой системе по получению инверсии являются некогерентными, а усиление может быть достигнуто только в неравновесных средах. Из всех известных активных газовых смесей наиболее перспективны СС^-Тч^-Не, поскольку обеспечивают самый высокий КПД.

1.2. Особенности лазеров на активных смесях С02-^-Не

Необходимо подробнее остановиться на особенностях отпаянных С02-лазеров. Среди газовых лазеров, молекулярный на углекислом газе (С02-лазер) имеет уникальные параметры, функционируя в ИК области спектра и излучая на длине волны 10,6 мкм, он имеет КПД более 20 % (для гелий-неонового лазера, излучаемого на длинах волн 0,63; 1,15 и 3,39 мкм -КПД порядка 1-Ю"1 %). Этим и объясняется тот широкий фронт

п

Ризл

исследований, который ведется по исследованию различных аспектов совершенствования С02-лазеров. Созданы несколько типов С02-лазеров: отпаянные (см. рис. 1.3, а), прокачной с продольной прокачкой (см. рис. 1.3, б) и прокачной с поперечной прокачкой (см. рис. 1.3, в).

Рис. 1.3. Схема отпаянного (а), прокачного с продольной прокачкой (б) и прокачного с поперечной прокачкой (в) газовых лазеров

Резонатор отпаянного С02-лазера более компактен по сравнению с двумя другими типами. Газоразрядную трубку наполняют активной смесью

о

С02-1Ч2-Не до давления 20...50 мм. рт. ст. (2,7...6,7-10" Па). Электрический разряд в смеси С02-М2-Не, обеспечивающий накачку лазера, осуществляется путем подведения и подачи на внутренние электроды постоянного или импульсного напряжения (в зависимости от режима работы) порядка 5...8 кВ

на 1 м длины газоразрядной трубки, при этом ток разряда в ней составляет несколько десятков миллиампер. Примерная зависимость выходной мощности отпаянного С02-лазера с непрерывной (постоянной) накачкой от тока разряда в газоразрядной трубке приведена в [8] (см. рис. 1.4). Возбуждение молекулы С02 в смеси С02-1Ч2-Не осуществляется передачей энергии во время столкновений электронов и молекул 1Ч2 и последующих столкновений возбужденных молекул N9 с молекулами С02. Атомы Не выполняют вспомогательные функции, в частности, как уже отмечалось выше, уменьшают населенность нижних лазерных уровней. Сложная структура молекулы С02 и малая величина энергии перехода на верхний лазерный уровень и являются причинами большого квантового выхода возбужденной молекулы С02 и большого КПД отпаянного С02-лазера.

Р 60

40

20

0

Рис. 1.4. Зависимость мощности отпаянного С02-лазера (РвЬ1Х) от

тока разряда /

Для получения импульсного режима работы отпаянного С02-лазера используют импульсную накачку (импульсные разряды в лазерной трубке), либо модуляцию добротности резонатора лазера при непрерывной генерации, например, с помощью вращающегося диска с отверстиями. Длительность лазерных импульсов при импульсной накачке составляет от 0,05 мс до 20 с. Отпаянный С02-лазер стал одним из самых востребованных в настоящее время. Например, он является самым распространенным в лидарных системах [4]. Такие лазеры позволяют создавать достаточно мощные (Рвых= 100 Вт в непрерывном режиме) и экономичные передающие устройства

вых> Вт

20 40 I мА

с очень высокой монохроматичностью излучения. При использовании дифракционной решетки вместо одного из зеркал резонатора осуществляют перестройку длины волны генерации С02-лазера. Угол ориентации решетки в по отношению к оптической оси системы и определяет возможные длины волн, удовлетворяющие условию:

Х =—со&в, (1.11)

т

где с! - период решетки;

т - порядок дифракционного максимума.

Поворот решетки в отпаянных С02-лазерах приводит к перескоку лазерной генерации с одной вращательной линии на другую, что позволяет создавать на основе таких лазеров лидарные системы, осуществляющие много спектральные измерения [6].

Обычно дискретно перестраиваемый С02-лазер генерирует 65...70 линий в диапазоне 9.1... 10.8 мкм. Применение изотопов двуокиси углерода в виде сложных разновидностей ( С 02, С 02, С 02, С О О) в составе лазерной смеси позволяет расширить диапазоны генерируемых С02-лазером длин волн от 8,9 до 11,4 мкм, что увеличивает общее количество линий генерации до 130 [4].

Прокачные лазеры с продольной прокачкой газовой смеси (см. рис. 1.3, б) и прокачные с поперечной прокачкой газовой смеси (см. рис. 1.3, в) используются в технологических установках различного назначения. Их габариты значительны, хотя объем мощности с одного метра лазерной полости и срок службы у них выше, чем у отпаянных С02-лазеров [7]. К настоящему времени разработано большое количество конструкций технологических лазеров на углекислом газе. Схема одного из мощных С02-лазеров приведена на рис. 1.5. В таких лазерах часто используется внутренне расположение зеркал и гибкие сочленения - сильфоны (см. рис. 1.5) [1]. Поскольку мощность таких С02-лазеров очень высока, долговечность зеркал у них маленькая, хотя и для их изготовления используются уникальные

материалы: ZnSe, ZnS, BaS, золото и кварц.

2ч 3

^Х^ Сеть

и Ü и Ü U Ü

и-и-и-1_Г 1_Г

Í

6 5 6 5 б

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Пчелинцева, Наталья Ибрагимовна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что методом глубокой вытяжки и последующей ротационной обработки полых цилиндрических заготовок на зеркальных пуансонах обеспечивают получение из исходных металлических композиций (биметаллов и триметаллов) подложек электродов со слоями серебра и циркония толщиной 100.120 мкм с шероховатостью К2=0,08.0,16 мкм. Впервые с применением этих методов созданы пленочные и композиционные полые электроды, функционирующие в качестве катодов в плазме тлеющего разряда на химически активных газовых смесях С02-1Ч2-Хе-Не, с высокой устойчивостью к распылению, и построен алгоритм реализации техпроцесса.

2. Разработаны экспериментальные приборы и методы испытания электродов, имитирующие условия работы, наблюдаемые в малогабаритных отпаянных С 02-лаз ерах, позволившие определить глубину проникновения плазмы тлеющего разряда и равномерность ее распределения в полостях электродов, оценить экпресс-испытаниями качество исследуемых электродов, их долговечность, а также степень диссоциации компонентов газовой смеси состава С02-М2-Хе-Не типа 4-4-12-16.

3. С применением газоразрядных пробников с объемом газовой смеси 50 см и при разрядном токе 10 мА, установлено, что для композиционных цилиндрических катодов, толщиной 0,5.0,8 мм, диаметром 8. 15 мм и длиной 15.50 мм со слоями серебра (марки Ср 999,9) и Zr02+ZrN не наблюдалось образование локальных участков из продуктов взаимодействия компонентов плазмы тлеющего разряда и зеркальной (бездефектной) рабочей поверхности катодов, а, следовательно, и связанных с этим «мерцаний» разряда и микродуг.

4. Показано, что применение для изучения изменения парциальных давлений компонентов смеси С02-ГЧ2-Хе-Не в процессе длительного горения газоразрядной трубки хроматографического метода с двумя колонками и отпаиваемых в нужный момент от экспериментального прибора специальных ампул со смесью, позволяет определять долговечность малогабаритного С02-лазера, поскольку относительная стабильность парциальных давлений компонентов газовой смеси во времени является одним из основных ее критериев.

5. Установлено, что в результате кратковременных испытаний экспериментального прибора, позволяющего производить отбор проб в процессе горения в нем тлеющего разряда, и последующий их анализ (с точность не хуже 3.5%), что степень диссоциации компонентов газовой смеси во времени различная: самая высокая - в катодной части газоразрядного прибора, самая низкая - в газоразрядном канале и промежуточная - в анодной части. Отдельно оценена степень диссоциации (а) С02, при наличии регенератора на холодном катоде и без него. Выявлено, что наличие на холодном катоде регенератора значительно снижает степень диссоциации во всех перечисленных частях газоразрядной трубки. Рост разрядного тока (температуры электрода) при исследовании катодов пленочного типа «серебро-медь-покрытие из наночастиц Си20», толщиной порядка 15.20мкм, и композиционного типа «7г02^гК-42Н (железоникелевый сплав)-медь» с кольцевым композитным регенератором из нанопорошков Си20, приводит к увеличению количества С02, что снижало общую степень диссоциации С02. Наличие композитного регенератора ВаА14 - снижает степень диссоциации N2.

6. Показано, что полученные в работе экспериментальные данные позволяют сформулировать предполагаемый механизм функционирования регенераторов типа Си20, сформированных на наружной поверхности электродов, предложить базовый подход для математического моделирования процессов, происходящих в малогабаритных отпаянных С02-лазерах и рекомендовать отобранные в процессе длительных испытаний пленочные и композиционные электроды для практического применения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная научно-квалификационная работа представляет собой экспериментальное исследование процессов, происходящих в замкнутой системе отпаянного малогабаритного С02-лазера с газовой смесью С02-Не-1М2-Хе в реальных режимах его эксплуатации. Научной целью поставленной задачи было изучение физических процессов, происходящих в различных частях газоразрядной трубки С02-лазера при функционировании разряда и, особенно, в катодной ее части, где происходит взаимодействие: в катодной полости - плазмы тлеющего разряда с рабочей поверхностью катода (в результате чего, за счет бомбардировки ее положительными ионами, наблюдается как постепенное ее распыление, так и нагрев всего катода); на внешней поверхности - не возбужденной разрядом газовой смеси с материалом наружной катодной поверхности (нагретой за счет бомбардировки внутренней полости). Различные материалы электрода, его конструкции и способы получения существенно влияют на процессы, происходящие в замкнутой системе рассматриваемого малогабаритного отпаянного С02-лазера.

Практической целью поставленной задачи было существенное увеличение долговечности такого типа лазеров на базе полученных знаний о процессах, происходящих во внутренней их полости. Экспериментальное исследование, как и любое научное исследование, должно руководствоваться теорией и методологией. Иммануил Кант утверждал, что во всякой теории имеется столько науки, сколько есть математики [102]. К нашей задаче справедливо утверждение о том, что, если не математическая, то во всяком случае хорошо разработанная символика, например, химическая, будет полезной при анализе результатов выполненных исследований [102, 103], что мы и попытались сделать при обсуждении постановки задачи данной работы в разделе 1. Эти утверждения не противоречат методологии и методикам современной науки [104].

Рамки данной научно-квалификационной работы позволили решить поставленную задачу только одним путем, хотя, по-видимому, имеются и другие пути ее решения, что в будущем и сделают другие авторы, в том числе с привлечением более строгих математических моделей [105]. Ясно одно, что без проведения таких экспериментальных работ невозможно получение исходных данных для разработки математических моделей физических систем, подобных рассмотренной нами. В физико-химической системе, сосредоточенной в отпаянном С02-лазере, действуют и фундаментальные процессы, описываемые уравнениями баланса, носящими общее название -законы сохранения [105], которых мы касались в разделе 1 настоящей работы, и полученные в результате выполнения данной работы экспериментальные результаты дадут возможность решить ее задачу более четко и менее трудоемко, используя возможности современных информационных технологий. Возможно с их помощью будет и уточнен механизм преобразования СО в С02 на развитой поверхности из наночастиц Си20, предложенный автором данной работы [106], и каталитическая активность поверхностей из наноалмазов, покрытых пленками Рс1 и Р1 [90] или из нанопорошков Рс1 [7], будет выше, чем у Си20, хотя материалы на основе драгметаллов имеют определенные ограничения в условиях серийного производства. Думается, что это направление является перспективным для дальнейшего его развития.

138

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пчелинцева, Наталья Ибрагимовна, 2012 год

Список литературы

1. Батраков A.C. Квантовые приборы. Л.: Энергия, 1972. 176 с.

2. Ханин Я.И. Основы динамики лазеров. М.: Наука, 1999. 368 с.

3. Соболев H.A. Лазеры и их будущее. М.: Атомиздат, 1968. 188 с.

4. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды: Учебное пособие для вузов / В.И. Козинцев [и др.] Под ред. В.Н. Рождествина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 528 с.

5. Лазерная вырезка сквозных микроотверстий / Е. Артамонова [и др.] // Фотоника. 2008. №4 (10). С. 34-37.

6. Лазерный оптико-акустический анализ многокомпонентных газовых смесей / В.И. Козинцев [и др.]. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. 352 с.

7. Упрочнение деталей лучом лазера / B.C. Коваленко [и др.]. Киев.: Техника, 1981. 131 с.

8. Новицки М. Лазеры в электронной технологии обработки материалов: Пер. с польск. М.: Машиностроение, 1981. 152 с.

9. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989. 304 с.

10. Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения: Пер. с англ. М.: Мир, 1974. 467 с.

11. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки: Учебное пособие для вузов / Под ред. А.Г. Григорьянца. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 664 с.

12. Семиохин А.И., Андреев Ю.П. Механизм диссоциации и синтеза С02 в тихом разряде // Журнал физической химии. 1966. №10. С. 2377-2382.

13. Диссоциация С02 в плазме газового разряда ОКГ на С02 / Е.С. Гасилевич [и др.] // Журнал технической физики. 1969. T. XXXIX, №1. С. 126-132.

14. Carbone J. Robert. Long-Term Operation of a Sealed C02 laser // IEEE J. Quantum Electronics. 1967. V. QE-3, №9. P. 373-375.

15

16

17

18

19

20

21

22,

23,

24,

25,

26,

27.

28,

29,

Clark Q. Peter, Wade James. The influence of Xenon on Sealed-off C02 lasers // IEEE J. Quantum Electronics. 1968. V. QE-4, №5. P. 263-266. Witteman W.S. High-Power Single Mode C02 laser // IEEE J. Quantum Electronics. 1968. V. QE-4, №11. P. 786-788.

Мак-Талгарт Ф. Плазмохимические реакции в электрических разрядах: Пер с англ. М.: Атомиздат, 1972. С. 222.

Глаголев К.В., Морозов А.Н. Физическая термодинамика: Учебное пособие / Под ред. JI.K. Мартинсона, А.Н. Морозова. М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 272 с.

Базаров И.П. Термодинамика: Учебник. М.: Высшая школа, 1983. 344 с.

Кириллин В. А., Шейндлин JI.E. Основы экспериментальной

термодинамики. М. - Д.: Госэнергоиздат, 1950. 312 с.

Резников А.Н., Резников JI.A. Тепловые процессы в технологических

системах: Учебник. М.: Машиностроение, 1990. 228 с.

Исследование взаимосвязи проницаемости и каталитической

активности новых гибридных пористых мембран / М.И. Магсумов

[и др.] // Наукоемкие технологии. 2006. №4-5. С. 74.

Хауффе К. Реакции в твердых телах и на их поверхности / Пер. с нем.

М.: Изд-во иностр. лит, 1963. 275 с.

Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1965. Т. 4. 592 с.

Химия / A.A. Гуров [и др.]. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. 784 с.

Справочник по расчетам равновесий металлургических реакций / А.Н. Крестовников [и др.]. М.: Металлургиздат, 1963. 416 с. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. М.: Наука, 1986. 190 с. Герасимов Я.И., Крестовников А.Н., Шахов A.C. Химическая термодинамика. М.: Гостехиздат, 1963. 283 с.

Поверхностные химические соединения и их роль в явлениях адсорбции: Сборник трудов по адсорбции. М.: Изд-во московского

университета, 1957. 367 с.

30. Шефер Г. Химические транспортные реакции / Пер. с нем. М.: МИР, 1964. 189 с.

31. Дубровина И.В., Очкин В.Н., Соболев Н.Н. Спектральные и энергетические характеристики отпаянного СО-лазера // Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1974. Вып. 1 (25). С. 47.

32. Поглощение инертных газов в аномальном тлеющем разряде с полым катодом / JI.H. Король [и др.] // Электронная техника. Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1972. №2. С. 70-77.

33. Авдонькин В.В., Горелик А.В., Косилина Г.А. Стабилизатор газового состава для отпаянных ОКГ на С02 и условия его применения // Электро-вакуумные и газоразрядные приборы. 1974. Вып. 1 (25). С. 99.

34. Taylor F.M., Lombardo A. Effect of Heated Platinum Wire on a Sealed C02 Laser System //Appl. Phys. Letters. 1967. V. 11, №6. P. 180-182.

35. Thomas F. Deutsch, Frank A. Horrigu. Lafe and Parameter Studies on Sealed C02-lasers // IEEE J. Quantum Electronics. 1968. V. QE-4, №11. P. 972-975.

36. Семенова В.Б., Коржавый А.П. Методы разработки и конструктивные особенности электродных систем современных газовых лазеров: Обзоры по электронной технике. М.: Электроника, 1982. Сер. 11. Вып. 3 (900). 71 с.

37. Sealed-off C02-lasers / D.C. Dumitras [and oth.] // Rev. Roum. Phys. 1976. V. 21, №6. P. 559-568.

38. Патент 947411 (Канада). Gas discharge device and electrodes for it / RCA Ltd.

39. Патент 3500242 (США). Static C02 gas laser / D.S. Young, N.H. Wildham, N.H. Nashua.

40. Патент 3899751 (США). Long life molecular gas lasers / Hochuli Urs. E.

41. Электрод для отпаянного С02-лазера: А.с. 707471 СССР / А.П. Коржавый [и др.]. Б.И. 1979. № 48.

42. Катодный узел газового лазера.: А с. 1152468 СССР / А.П. Коржавый [и др.]. Б.И. 1985. № 15.

43. Hochuli U., Haldemann Р. Indium Sealing Techniques // Rev. Sei. Instr. 1972. №43. P. 1088.

44. Амосов B.M., Карелин Б.А., Кубышкин B.B. Электродные материалы на основе тугоплавких металлов. М.: Металлургия, 1969. 224 с.

45. Физико-химические свойства окислов. Справочник / Г.В. Самсонов [и др.]. М.: Металлургия, 1969. 456 с.

46. Коржавый А.П., Пролейко Э.П., Файфер С.И. Холодные катоды газоразрядных приборов // Электронная промышленность. 1973. №4. С. 32-33.

47. Пленочные холодные катоды для газоразрядных приборов / А.П. Коржавый [и др.] // Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1974. Вып. 1 (25). С. 102.

48. Аксенов И.И., Белоус В.А., Смирнов С.А. О возбуждении катодных пятен на границе металл-диэлектрик // Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1974. Вып. 2 (26). С. 29-30.

49. Коржавый А.П., Кристя В.И. Ионная бомбардировка мишени с эмиссионно-неоднородной поверхностью в плазме тлеющего разряда / Взаимодействие ионов с поверхностью: Материалы десятой Всесоюзной конференции. М., 1991. С. 157-158.

50. Русанов В.Д., Фридман A.A. Физика химически активной плазмы. М.: Наука, 1984. 415 с.

51. Коржавый А.П., Марин В.П., Сигов A.C. Основные аспекты создания технологий и конструкций изделий квантовой электроники // Наукоемкие технологии. 2002. Т. 3, №4. С. 20-31.

52. Пролейко Э.П., Коржавый А.П. Определение качества и срока службы холодных катодов на основе эмитирующих структур «металл-диэлектрик» // Наукоемкие технологии. 2010. Т. 11, №11. С. 22-28.

53. Бондаренко Г.Г., Коржавый А.П. Влияние оксидирования поверхности

на структуру и свойства металлических холодных катодов // Известия высших учебных заведений. Физика. 2007. Т. 50, №2. С. 27-34.

54. Бажин А.И., Корнич Г.В., Теплов C.B. Модели преимущественного распыления многокомпонентных мишеней. Донецк, 1988. 34 с. (Препринт Донецкого физико-технического института. ДонФТИ-88-25.)

55. Коржавый А.П., Ступак В.А., Шестов В.Д. Установка неразрушающего контроля толщины пленки на металлических подложках: Тезисы докладов V Всесоюзного симпозиума по ФЭЭ, ВИЭЭ. Рязань, 1983. С. 146-148.

56. Романовский П.И. Ряды Фурье. Теория поля. Аналитические и специальные функции. Преображение Лапласа. М.: Наука, 1973. 336 с.

57. Герасимов Я. И., Крестовников А.Н., Шахов A.C. Химическая термодинамика в цветной металлургии. М.: Гинцветмет, 1960. Т. 1, 230 с.

58. Герасимов Я. И., Крестовников А.Н., Шахов A.C. Химическая термодинамика в цветной металлургии. М.: Гинцветмет, 1961. Т. 2. 262 с.

59. Металлургия в электронике: Сборник статей: Пер. с англ. М.: Металлургия, 1970. 272 с.

60. Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1947. 408 с.

61. Москалев Б.И. Разряд с полым катодом. М.: Энергия, 1969. 184 с.

62. Влияние ионно-электронной бомбардировки на дефектообразование в композиционных материалах / С.М. Жданов [и др.] // Материалы международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами. М., 1998. 153 с.

63. Герасимов Я. И., Крестовников А.Н., Шахов A.C. Химическая термодинамика в цветной металлургии. М.: Гинцветмет, 1963. Т. 3. 283 с.

64. Ковальский Г.А. Эмиссионные явления при взаимодействии ионов и

атомов с поверхностью твердого тела. М.: Изд-во МИРЭА, 2007. 59 с.

65. Чернов Н.К., Пономарев В.А., Яранцев Н.В. Совершенствование технологии изготовления медно-серебряных биметаллов, используемые в изделиях электронной техники // Наукоемкие технологии. 2009. Т. 10, №5. С. 23-26.

66. Чирков А. Лазерно-плазменное наноструктурирование поверхностных слоев сталей при атмосферных условиях // Фотоника. 2008. №4 (10). С. 28-30.

67. Минайчев В.Е. Нанесение пленок в вакууме. М.: Высшая школа, 1989. 110 с.

68. Технология тонких пленок: Справочник / Под ред. Л. Майссела, Р. Гленга. М.: Сов. радио, 1977. Т. 2. 768 с.

69. Физика тонких пленок: Современное состояние исследований и технические применения / Под ред. Г. Хасса и Р.Э. Туна. М.: Мир, 1967. Т. 2. 396 с.

70. Амосов В.М., Карелин Б.А., Кубышкин В.В. Электродные материалы на основе тугоплавких металлов. М.: Изд-во Металлургия. 1976. 224 с.

71. Морозов В.В., Куницкий Ю.А. Электродные материалы. Текст лекций. Киев: Изд-во Киевского политехнического института, 1977. 56 с.

72. Коржавый А.П. Порошковая металлургия в материалосберегающих технологиях изготовления катодных узлов ИЭТ // Электронная промышленность. 1986. Вып. 3 (151). С. 48-49.

73. Bondarenko G.G., Zhdanov S.M., Korzhavyi A.P. Peculiarities of obtaining and studying the platinum emitting compounds // Journ. of Advanc. Materials. 1999. V. 5, №4. P. 17-23.

74. Бондаренко Г.Г., Коржавый А.П. Эффективные эмиттеры на основе никеля, палладия и платины // Металлы. 2000. №4. С. 114-117.

75. Bolgov I.S., Korzhavyi A.P. Promising directions of development of tape metallic materials for electronics // Journ. of Advanc. Materials. 1994. V. 1, №4. P. 350-352.

76. Коржавый А.П., Файфер С.И. Новые методы получения полых цилиндрических катодов // Электронная промышленность. 1980. №3. С. 15-17.

77. Исследование воздействия лазерного излучения на процессы очистки гальвано стоков от никеля / О.В. Яковлева [и др.] // Наукоемкие технологии. 2007. Т. 8, №4. С. 68-72.

78. Осаждение тяжелых металлов из сточных вод гальванического производства под действием лазерного излучения сине-зеленого спектра / H.A. Бычков [и др.] // Наукоемкие технологии. 2005. №3-4. С. 66-70.

79. Максимов В.В. Получение порошков меди с использованием гидрокарбонильного процесса // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М.:, 2011. С. 26.

80. Пчелинцева Н.И. Методы получения и исследования композиционных электродов с наноразмерными кристаллическими зернами // Наноинженерия-2011: Сборник четвертой Всероссийской Школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых. М.:, 2011. С. 69-71.

81. Прасицкий В.В. Современные катоды для отпаянных приборов // Электронная промышленность. 1996. №3. С. 91-92.

82. Технологические аспекты получения псевдосплавных материалов на основе вольфрама/В.В. Прасицкий [и др.]. 2010. Т. 11, №11. С. 18-21.

83. Новые технологии получения композиционных материалов, обеспечивающий повышенный ресурс / Н.И. Пчелинцева [и др.] // Наукоемкие технологии. 2008. Т. 9, №10. С. 4-9.

84. Экологически безопасные способы получения наночастиц для изделий радиоэлектроники / Н.И. Пчелинцева [и др.] // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции.

М., 2006. С. 193-196.

85. Газоразрядные лазеры на углекислом газе / Н.И. Пчелинцева [и др.] // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. Т. 2. С. 29-33.

86. Марин В.П., Жданов С.М., Пчелинцева Н.И. Основные физические процессы, используемые в технике обеспечения высокой долговечности малогабаритных лазеров на химически активных средах. // Наукоемкие технологии. 2009. Т. 10, №11. С. 49-56.

87. The corrosion behavior of copper in neutral tap water. Part I: Corrosion mechanisms / Feng Y. [Etc.] // Corrosion science. 1996. Vol. 38, No. 3. P. 369-385.

88. Grozdanov I. Electroless chemical deposition technique for Cu20 thin films // Materials letters. 1994. No. 19. P. 281-285.

89. Serin N., Serin Т., Unal B. The effect of humidity on electronic conductivity of an Au/Cu0/Cu20/Cu sandwich structure // Semiconductor science and technology. 2000. No. 15. P. 112-116.

90. Увидим ли небо в наноалмазах / Н. Шаталова [и др.] // Поиск. 2011. №44-45 (1170-1171). С. 11-12.

91. Томилин Н.А. Комплексная методика анализа материалов изделий электронной техники с использованием метода цветной катодолюминесценции // Наукоемкие технологии. 2006. Т. 7, №4-5. С. 42.

92. Шумейко В.В. Свойства композиционного материала W-Y203-Zr02 // Аспирант и соискатель. 2005. №2. С. 178-182.

93. Шумейко В.В., Лопатин В.Ю. Влияние пластификаторов на свойства спеченного порошка вольфрама // Цветная металлургия. 2005. №8. С. 28-31.

94. Кристаллографический анализ субмикрокристалической структуры,

полученной прессованием высокочистой меди / В.И. Копылов [и др.] // Вопросы материаловедения. 2002. №8. С. 28-31.

95. Чувильдеев В.Н., Макаров И.М., Копылов В.И. Модель рекристаллизации чистых металлов // Материаловедение. 1999. №10. С. 52-56.

96. Светцов В.И. Особенности распыления различных материалов при разряде в химически активных средах. М.: Электроника, 1983. 39 с.

97. Светцов В.И., Данилов Н.Г., Чеснокова Т.А. Плазмохимическое и ионно-химическое травление полупроводниковых материалов типа АШВУ. М.: Электроника, 1989. 47 с.

98. Смирнов A.A., Ефремов A.M., Светцов В.И. Электрофизические параметры плазмы в смесях НВг-Аг и НВг-Не переменного состава // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2010. Т. 53, вып. 9. С. 55-58.

99. Тонкопленочные технологии в сверхвысокочастотных и квантовых приборах / Н.И. Пчелинцева [и др.] // Наукоемкие технологии. 2006. Т. 7, №7-8. С. 91-98.

100. Дерюгина Е.О., Никифиров Д.К., Чистяков Г.А. Некоторые электрофизические параметры холодных сендвич-катодов отпаянных лазеров // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения: Материалы Международной научно-практической конференции. М., 2003. С. 212-215.

101. Трепнел Б.М. Хемосорбция: Пер. с англ. / Под ред. A.B. Киселева. М.: Изд-во иностранной литературы, 1958. 286 с.

102. Бирюков Б.В., Гутчин И.Б. Машина и творчество. Результаты, проблемы и перспективы. М.: Знание, 1982. С. 47-56, 68-90.

103. Добреньков В.И., Осипова Н.Г. Методология и методы научной работы: Учебное пособие. М.: КДУ, 2009. 276 с.

104. Берков В.Ф. Методология науки. Общие вопросы. Минск: «РИВШ», 2009. 396 с.

105. Галкин В.А. Анализ математических моделей: системы законов сохранения, управления Больцмана и Смолуховского. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. 408 с.

106. Пчелинцева Н.И., Головатская Т.Е. Особенности получения пленочных катализаторов из наночастиц для отпаянных лазеров // Наноинженерия - 2008: Сборник трудов Всероссийской Школы-семинара студентов, аспирантов и молодых ученых. М., 2008. С. 77-79.

107. Федосеев И.В. Гидрокарбонильные процессы в технологии платиновых металлов. М.: Руда и металлы. 2011. 128 с.

«Б И М Е ТАЛ Л

открытое акционерное общество

ОАО "БИМЕТАЛЛ «

Россия 248650 г Калуга, ул. Грабцевское шоссе, 4 3 - ¡Г; j i I ■ С .

Обработка цветных металлов, Производство «лакированных лент

(4842) 55-12,50 - <|,и [phone]

--,—.............. ■^•JJ.VIJL«

«■А» (У, 2012 г.

АКТ

Н.В.Яранцев

внедрение результатов диссертации Пчелшшевой Натальи Ибрагимовны в производство

Комиссия ОАО «Биметалл» в составе председателя с.н.с, к-т.н. Пономарева В. А; и членов комиссий технолога Целуева A.A. и главного бухгалтера Пухтеевой СЛ. настоящим актом подтверждает, что основные положения и выводы диссертации Пчелинцевой Н.И. «Способы формирования и методы исследования пленочных и композиционных электродов для малогабаритных лазеров на углекислом газе» использованы в производстве при изготовлении и контроле свойств экспериментальных партий электродов и опытно-промышленных партий псевдосплавов на основе многокомпонентных композиций вольфрама, молибдена, меди и других компонентов.

Пономарев В.А. Целуев A.A. Пухтеева С.П.

Р/с 40702810522240104162 в Калужском ОСБ X« 8608 г. Калуги БИК 04290S612 К/с 30101810100000000612 НИН 4027056939 КПП 402701001 ____OKOHX 12130 ОКПО 32584497