Колесников К. В. Теплові процеси в гетерогенній димовій плазмі

Дисертація присвячена дослідження механізмів теплових процесів в димовій плазмі, зокрема, впливу процесів іонізації, рекомбінації та конденсації на температурний профіль гетерогенної димової плазми з центральним джерелом енергії; аналізу явища прискорення дипольних молекул оксидів в електричному полі заряду конденсованої частинки та впливу на коефіцієнт дифузії при її конденсаційному зростанню; дослідженню сорбційних процесів та температури плавлення малих квазікристалічних утворень; розподілу самоузгодженого потенціала навколо заряджених частинок в сильно неідеальній плазмі; розрахунку параметрів димової плазми при сильнонеідеальній взаємодії з частинкою; дослідженню діаграми Юкави та виявленню фрактальності неідеальної плазми. В дисертаційному дослідженні пропонується метод аналітичного розрахунку концентрації електронів та зарядів конденсованих частинок в димовій плазмі при наявності атомів цезію в газовій фазі з урахуванням зміщення іонізаційної рівноваги за рахунок міжфазної взаємодії. Для дослідження електрофізичних характеристик плазми застосовувався метод рішення нелінійного диференціального рівняння Пуассона-Больцмана, за допомогою якого розраховувався заряд конденсованих частинок та, в подальшому, вплив їх на концентрацію вільних електронів. Визначено нове розуміння температури плавлення малих кристалічних структур на прикладі наночастинок та упорядкованих структур. Показано, що залежність температури плавлення від кількості частинок можна пояснити зміною енергії частинок в поверхневому шарі кристалу тому зі збільшенням розміру кристалу вплив поверхневого шару зменшується, а температура кристалу приближується до температури масивного кристалу. Враховані розмірні ефекти для температури плавлення наноструктур в плазмі за рахунок введення фінітного дебаєвського спектру шляхом введення геометричного фактора як співвідношення розміру частинок і нанокластерів. Проведено порівняння моделі Ейнштейна та Дебая для визначення температури плавлення наночастинок за допомогою густини фононного спектра. Запропоновано новий підхід до формалістичного методу вивчення упорядкованих просторових структур частинок в димовій плазмі аналогічний плазмовим кристалам в газорозрядній плазмі, які отримали назву систем Юкава. Виявлено, що фазовий перехід такої системи можна задовільно описати тільки з використанням елементів фрактальної геометрії. Отримано рівняння для аналітичного опису фазового переходу в широкому діапазоні значень структурного параметра в рамках термодинамічної теорії подібності (масштабування). Розроблена узагальнена модель фазової діаграми Юкави, яка визначає залежність параметру неідеальності взаємодії заряджених частинок оксидів від структурного фактору на лінії плавлення плазмового кристалу. Виявлено, що в загальному вигляді залежність має фрактальний характер, при чому вигляд функції та величина фрактальної розмірності змінюється в різних діапазонах значень структурного фактору.