Погрешность измерений рассчитана по методике из пункта 4.3. и составила 6.7% таков доверительный интервал на графиках.

Основной выводом проделанной экспериментальной части работы следует считать, что энергетических параметров нашего лазерного излучения (CO2-лазер, энергия кванта излучения-hn=0,117 эВ) недостаточно для реализации фотоэффекта в данных средах.

Поэтому для решения основной задачи работы целесообразнее использование:

·                      излучения с более короткой длиной волны менее 500 нм.

·                      применение фотохимических сред.

·                       лазерное излучение сверхкороткими импульсами (пикосекунды)

·                       диаметр фокусировки излучения 10

5.1            Выводы по главе.5

1.                 Экспериментально исследовано влияние энергетических параметров лазерного излучения (интенсивность излучения) на физические параметры (электропроводность) исследуемых диэлектрических веществ: минеральных масел, бидистиллированной воды.

2.                 Проведены исследования влияния параметров ячейки (межэлектродный зазор, приложенное к электродам напряжение) на электропроводность минеральных масел и бидистиллированной воды, установлено, что изменение этих параметров существенно влияет на электропроводность вещества.

3.                 Результаты анализа полученных графиков выявили нецелесообразность использования данного типа излучения (CO2-лазер мощность до 100 Вт, энергия кванта излучения-hn=0,117 эВ, ) для реализации фотоэффекта в данных средах. Поэтому для решения основной задачи работы целесообразнее использование: излучения с более короткой длиной волны менее 500 нм., применение фотохимических сред, лазерное излучение сверхкороткими импульсами (пикосекунды), диаметр фокусировки излучения 10

Рисунок.21. Зависимость вольт – амперной характеристики трансформаторного масла от приложенного напряжения к электродам.

1 – без воздействия ЛИ, 2 – с воздействием ЛИ.

Рисунок.22. Зависимость вольт – амперной характеристики бидистиллированной воды от приложенного напряжения к электродам.

 1 – без воздействия ЛИ, 2 – с воздействием ЛИ.

Рисунок.23. Зависимость вольт – амперной характеристики бидистиллированной воды от мощности ЛИ

Рисунок.24. Зависимость вольт – амперной характеристики индустриального масла (ИД-20) от приложенного напряжения к электродам. 1 – без воздействия ЛИ, 2 – с воздействием ЛИ.

Общие выводы

1.                 Анализ литературных источников показал, что существующие работы, посвященные пробою жидкостей, не имеют полной теории пробоя жидкостей. Основные электрические свойства жидкостей, по-видимому, определяются «ближним порядком», т.е. характером взаимодействия молекул с ближайшими соседями, как это имеет место у полупроводников.

2.                 Несмотря на трудности связанные с отсутствием полной теории пробоя жидкостей, были установлены закономерности пробоя. Основными процессами электрического пробоя жидкости в начальной стадии являются многофотонная ионизация каскадная, или лавинная ионизация. Первые электроны появляются благодаря зависящему от частоты туннельному эффекту, на высоких частотах туннельный механизм эквивалентен многофотонной ионизации.

3.                 Установлено, что пробой с помощью лазерного излучения можно получить, используя фотохимические вещества либо за счет нелинейной ионизации вещества.

4.                 Установлено, что основными параметрами, влияющими на характер взаимодействия лазерного излучения с веществом, являются:

·                                            потенциал ионизации вещества;

·                                            интенсивность лазерного излучения.

5.                 Проведен анализ физических процессов в области воздействия лазерного излучения на вещество, который выявил последовательность этих процессов и показал возможность получения пробоя воздействием лазерного излучения на вещество.

6.                 Разработана методика расчета параметров пробоя: напряженность поля (Е), размеры области фокусировки лазерного излучения (V), расчет плотности мощности излучения и т.д. и математическая модель для расчета необходимых условий для возникновения пробоя в зоне воздействия лазерного излучения.

7.                 Рассмотрена вероятность туннельного механизма ионизации когда параметр адиабатичности много меньше единицы, точнее,  и получена вероятность ионизации вещества при заданных параметрах лазерного излучения: интенсивность излучения, напряженность поля, потенциал ионизации вещества.

8.                 Проведен расчет параметров пробоя: напряженность поля (Е), размеры области фокусировки лазерного излучения (V), расчет плотности мощности излучения и т. д.

9.                 Разработана и сконструирована экспериментальная установка для проведения экспериментов по исследованию влияния лазерного излучения на электропроводность диэлектрических жидкостей.

10.            Разработана система электропитания данной установки, которая обеспечивает заданные требования по напряжению и силе тока (т.е. величин влияющих на характер эрозионных процессов).

11.            Определен тип исследуемых диэлектрических жидкостей, которые будут использованы в эксперименте. Основным критерием выбора типа жидкости было: использование в традиционных методах электроэрозионной обработки материалов, возможность использования исследуемой жидкости в нашей установке.

12.            Создана методика эксперимента для исследования влияния следующих параметров на электропроводность диэлектрических жидкостей:

·                                            Расстоянием между электродами;

·                                            Падением напряжения на электродах;

·                                            Мощностью лазерного излучения.

13.            Экспериментально исследовано влияние энергетических параметров лазерного излучения (интенсивность излучения) на физические параметры (электропроводность) исследуемых диэлектрических веществ: минеральных масел, бидистиллированной воды.

14.            Проведены исследования влияния параметров ячейки (межэлектродный зазор, приложенное к электродам напряжение) на электропроводность минеральных масел и бидистиллированной воды, установлено, что изменение этих параметров существенно влияет на электропроводность вещества.

15.           Результаты анализа полученных графиков выявили нецелесообразность использования данного типа излучения (CO2-лазер мощность до 100 Вт, энергия кванта излучения-hn=0,117 эВ,) для реализации фотоэффекта в данных средах. Поэтому для решения основной задачи работы целесообразнее использование: излучения с более короткой длиной волны менее 500 нм., применение фотохимических сред, лазерное излучение сверхкороткими импульсами (пикосекунды), диаметр фокусировки излучения 10 .

Список используемой литературы

1.                            Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. М: Наука, 1989.-373 c.

2.                            Делоне Н.Б. Крайнов В.П. Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением – М: Физматлит, 2001.-421 c.

3.                            Бломберг Н. Электрический пробой под действием лазерного излучения // Квантовая электроника. 1974.- № 4.-С.786-805.

4.                            Райзер Ю.П. Пробой газов под действием лазерного излучения // Соросовский образовательный журнал. 1998.- № 1.-С.89-94.

5.                            Бункин Н.Ф., Лобеев А.В. Бабстонно-кластерная структура при оптическом пробое жидкости // Квантовая электроника.1994.-T.21.- № 4.-С.319-323.

6.                            Бункин Ф.В., Трибельский М.И. Нерезонансное взаимодействие мощного оптического излучения с жидкостью//Успехи физических наук.-1980.- Т.130.-№2.-С.193-239.

7.                            Зон Б.А. Взаимодействие лазерного излучения с атомами // Соросовский образовательный журнал. 1998.- № 1.-С.84-88.

8.                            Балыгин И.Е. Электрическая прочность жидких диэлектриков. М., ”Энергия”, 1964.-228 c.

9.                            Репеев Ю.А. Двухфотонное поглощение в плавленом кварце и воде на длине волны 212.8 нм. // Квантовая электроника.1994.- T.21.- № 4.- С.962-964.

10.                       Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. – М.: Машиностроение, 1989.-304 c.

11.                       Козлов Г.И., Кузнецов В.А. Многолучевой непрерывный газоразрядный СО2 - лазер «Иглан-3» //Квантовая электроника.-1986.-Т.12.-№3.- С. 553-558.

12.                       Абильсиитов Г.А., Велихов Е.П., Голубев В.С. и др. Мощные газоразрядные лазеры и их применение в тёхнологии. - М.: Наука, 1984.-106 c.

13.                       Антюхов В.В., Бондаренко А.И., Глова А.Ф.и др. Мощный многолучевой СО2 - лазер, возбуждаемый разрядом переменного тока//Квантовая электроника.-1981.-Т.8.-№10.- С. 2234-2237.

14.                       Базелян Э.М. Райзер Ю.П. Искровой разряд. - МФТИ, 1997.- 475 c.

15.                       Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. - М.: Наука, 1973.-832 c.

16.                       П.П. Напартович Справочник по лазерной технике. – М.: Наука, 1992.- 573 c.

17.                       Трибельский М.И. О форме поверхности жидкой фазы при плавлении сильнопоглощающих сред лазерным излучением//Квантовая электроника.-1978.-Т.5.-№4.-С. 804-812.

18.                       Гайдуков А.Н. Процессы лазерной обработки анизотропных гетерогенных материалов: Дис. …к-та тех. наук./ ТулГУ. Тула, 2002 .-132 с.

Приложения

Приложение А

Схема лавинного размножения электронов во времени

Приложение Б

Приложение В

Механизм пробоя жидких диэлектриков включает 3 основных процесса

1.                электронная эмиссия катода;

2.                ударную ионизацию;

3.                взаимодействие электронов с частицами среды.

4.                 

 ,

 где А и В - постоянные

Приложение Г

Показан механизм образования бабстоных (бабстон-устойчивый микропузырек газа) кластеров.

Приложение Д.

Профиль интенсивности света (1) и плотности плазмы (2) в световой нити (3-виртуальное изменение диаметра). Плотность электронов в плазме очень резко зависит от радиуса нити.

Приложение Е

 Схема образования потенциального барьера в постоянном внешнем поле Еconst ; U(r) – потенциал квантовой системы в отсутствие внешнего поля.

Приложение Ж

Возможные механизмы ионизации, зависимость их от интенсивности излучения(F), потенциала ионизации и частоты.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5