Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Том 63, № 5 (2025)
Исследования плазмы
ИОННО-ЗВУКОВОЙ СОЛИТОН САГДЕЕВА С ЗАХВАЧЕННЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ
Аннотация
На основе уравнения Власова для описания электронной компоненты исследовано нелинейное движение бесстолкновительной неизотермической плазмы, соответствующее в постановке Сагдеева ионно-звуковому солитону с больцмановским распределением электронов по энергии в потенциальной яме солитона. Найдено, что в кинетическом подходе наряду с движением ионов и потоком захваченных электронов в плазме существует ток пролетных электронов, который обратен по знаку току захваченных электронов и сопоставим с ним по величине. Показано, что ток пролетных электронов обеспечивает баланс перераспределения зарядов в плазме, которая остается квазинейтральной после прохождения солитона.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):558-566
558-566
ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ФЛЮИДА БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ «3+»-МОДЕЛИ
Аннотация
В работе выполнен расчет теплофизических и транспортных свойств сверхкритического флюида благородных металлов (Cu, Ag, Au) в рамках единого подхода с помощью ранее предложенной «3+»-модели. Особенностью модели является наличие нового компонента – электронного желе – в дополнение к термическим электронам, ионам и атомам. Электронное желе существует при любой плотности, участвует в проводимости, но при этом не входит в уравнение баланса. Получено уравнение состояния благородных металлов, включая бинодаль и критическую точку перехода пар–жидкость. Металлизация паров благородных металлов в околокритической области объяснена с помощью «холодной» ионизации в виде электронного желе. Получено удовлетворительное согласие результатов для проводимости флюида благородных металлов в околокритической области с известными экспериментальными данными и результатами численного моделирования.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):567-576
567-576
Теплофизические свойства веществ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СМЕСЕЙ ОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ МЕТОДАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ И МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ
Аннотация
В работе демонстрируется возможность точного расчета коэффициента вязкости бинарных органических смесей методами компьютерного атомистического моделирования. Проводится сравнение с результатами опубликованных предсказательных моделей машинного обучения.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):577-586
577-586
ОСОБЕННОСТЬ ПОВЕДЕНИЯ ДИБОРИДА ТИТАНА В ПИКОСЕКУНДНОМ ДИАПАЗОНЕ УДАРНО-ВОЛНОВОГО НАГРУЖЕНИЯ
Аннотация
Методом высокоскоростной интерферометрии в пикосекундном диапазоне в одномилульсном режиме исследована динамика движения свободной поверхности пленок диборида титана микронной и субмикронной толщин под действием импульса сжатия, возбуждаемого при нагреве поверхностного слоя мишени пикосекундным лазерным импульсом. Зарегистрировано расщепление ударной волны на упругую и пластическую с напряжением сжатия за фронтом упругого предвестника, достигающим 44 ГПа при субмикронной длине распространения. Обнаружено, что при приближении к пределу упругости величина откольной прочности достигает максимального значения, равного 29 ГПа. В случае превышения значения напряжения сжатия за фронтом упругого предвестника более, чем на 30% наблюдается снижение прочности, что, видимо, связано с предшествующим отколу разрушением диборида титана в проходящей волне сжатия.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):587-595
587-595
КОНТАКТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, НОРМАЛЬНАЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКАЯ ИЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ И УДЕЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КАРБИДА КРЕМНИЯ ПРИ ТЕМПЕРАТУРАХ 800–1400 К
Аннотация
Приведены результаты комплексного экспериментального исследования свойств карбида кремния – удельного контактного электрического сопротивления для случая одной неподвижной контактной поверхности, нормальной монохроматической излучательной способности на длине волны 1 мкм и удельного электрического сопротивления, которое проведено в диапазоне температуры 800–1400 К. Образцы нагревались в результате прямого пропускания постоянного электрического тока силой 10–50 А. Таким образом, эксперименты проводились в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации исследуемого материала в электрических печах сопротивления.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):596-603
596-603
МАГНИТНЫЕ И ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ Fe–Al–Mn, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СИНТЕЗА
Аннотация
В настоящей работе впервые реализован самораспространяющийся высокотемпературный синтез термоэлектрических сплавов на основе тройной системы Fe–Al–Mn. Проведено детальное исследование влияния состава сплавов Fe–Al–Mn на их микроструктуру, электросопротивление и коэффициент Зеебека в широком температурном диапазоне 300–1000 K. Установлено, что значение коэффициента Зеебека синтезированных сплавов возрастает с увеличением содержания железа, достигая максимального значения 15.47 мкВ/К при температуре 657 K. Для сплавов, полученных из смесей 40Fe–5MnAl, 32Fe–2.5MnAl и 25Fe–50MnAl (ат. %), максимальные значения электросопротивления наблюдаются при температуре T = 900 K и составляют 14.5, 20.7 и 39.3 мкОм м соответственно. Магнитные измерения синтезированных сплавов показали их ферромагнитное поведение. Сплав состава 40Fe–5MnAl демонстрирует максимальные значения остаточной намагниченности 0.24 A м2/кг и коэрцитивной силы 3.393 кА/м.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):604-613
604-613
Тепломассообмен и физическая газодинамика
РАСПРОСТРАНЕНИЕ МАЛЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ ВО ВСКИПАЮЩЕЙ ДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЕ, СОДЕРЖАЩЕЙ ЗАРЯЖЕННЫЕ ПАРОВЫЕ ПУЗЫРЬКИ
Аннотация
Исследовано распространение малых возмущений в метастабильной диэлектрической жидкости, содержащей заряженные паровые пузырьки. Получено дисперсионное уравнение и на его основе исследовано влияние величины температуры, концентрации зародышей на скорость распространения и коэффициент затухания вынужденного возмущения.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):614-620
614-620
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕПЛОВОГО ВЗРЫВА ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ УВЕЛИЧЕНИИ ТЕПЛО- И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РЕАКЦИОННОЙ СРЕДЫ
Аннотация
С помощью численного моделирования изучено влияние объемной электрической мощности и динамической тепло- и электропроводности реакционной среды на закономерности электротеплового взрыва. Рассчитаны содержание продукта реакции и относительное электрическое сопротивление цилиндрического образца с учетом линейной зависимости функции проводимости от конверсии. Представлены профили степени конверсии при воспламенении в около- и надкритическом режимах. Разделение режимов определяется электрической мощностью, при которой содержание продукта реакции в момент воспламенения является минимальным. В качестве критерия воспламенения использовано условие достижения полной конверсии в любой точке. Уменьшение исходной проводимости в околокритическом режиме не влияет на размер области воспламенения, а в надкритическом режиме расширяет ее. Рассчитаны скорость распространения фронта реакции и длительность стадий воспламенения и распространения. Предложен способ диагностики режимов электротеплового взрыва, основанный на анализе параметрических кривых зависимости электрического сопротивления от температуры на оси цилиндрического образца. Показано, что адиабатическая и неадиабатическая кривые пересекаются на стадии распространения фронта реакции в околокритическом режиме и не пересекаются в надкритическом режиме.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):621-630
621-630
МАКРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СИНТЕЗА МЕТАЛЛОКЕРАМИКИ TiC–CoCrFeNiAl ИЗ ГРАНУЛИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ
Аннотация
Впервые исследованы закономерности синтеза металлокерамики из гранулированных смесей (100 – X)(Ti + C) + X(Co–Cr–Fe–Ni–Al) при X = 0–30%. Известно, что режим горения гранулированных смесей зависит от преобладающего механизма воспламенения гранул – путем кондуктивной теплопередачи от гранулы к грануле или нагревом гранул с поверхности потоком горячего примесного газа, выделяющегося в процессе горения. Сформулированы необходимые и достаточные условия перехода от кондуктивного горения к конвективному, что дало возможность определить состав смеси, горение которой отвечает этим условиям. Определено содержание примесных газов для каждого состава и рассчитана скорость фронта горения по теории фильтрационного горения. Сравнение экспериментальной и расчетной скорости горения показывает, в каком режиме горит смесь каждого состава. Для смеси из гранул размером 1.7 мм при X ≤ 20% фильтрация примесных газов через образец приводит к конвективному режиму горения, при X >20% – к кондуктивному. Во всех смесях из гранул размером 0.6 мм реализуется кондуктивный режим горения. Для смесей, горящих в конвективном режиме, по экспериментальным данным рассчитаны значения коэффициента межфазового теплообмена. Они более чем на порядок превышают значения, полученные по известным теоретическим формулам для инертной зернистой среды.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):631-640
631-640
Новая энергетика и современные технологии
РЕЛАКСАЦИЯ ЭНЕРГИИ В СИЛЬНО ВОЗБУЖДЕННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ПОДСИСТЕМЕ ПЕРЕХОДНОГО МЕТАЛЛА ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ФЕМТОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРНОГО ИМПУЛЬСА
Аннотация
В работе исследуется пикосекундная динамика релаксации энергии в объемном образце переходного металла никеля после сверхбыстрого нагрева электронной подсистемы фемтосекундным лазерным импульсом с энергией кванта 3.13 эВ в широком диапазоне поглощенных неразрушающих плотностей энергий F
abs от 0.8 до 10 мДж/см2. Минимальное значение F
abs обусловлено чувствительностью оптической схемы детектирования, максимальное значение F
abs находится вблизи порога модификации (разрушения) материала при частоте следования нагревающих импульсов 500 Гц. Экспериментально измерена динамика изменения лазерно-индуцированного дифференциального коэффициента отражения (ΔR/R
0) на длине волны зондирующего излучения 793 нм (1.56 эВ) во временном интервале от –3 до 200 пс с фронтальной стороны поликристаллической пленки Ni толщиной 0.92 мкм, нанесенной методом магнетронного распыления на стеклянную подложку. Представлен анализ экспериментальных данных, обсуждается природа обнаруженных быстрых и медленных изменений ΔR/R
0 в положительной и отрицательной областях. Измеренная методом пикосекундной акустики продольная скорость звука в пленке Ni составила 5.89 ± 0.06 нм/пс.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):641–655
641–655
НЕЛИНЕЙНОЕ ПРОПУСКАНИЕ ТЕЛЛУРИДА ЦИНКА, ИНДУЦИРОВАННОЕ ТЕРАГЕРЦЕВЫМИ ИМПУЛЬСАМИ С ВЫСОКОЙ НАПРЯЖЕННОСТЬЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Аннотация
В работе представлены новые экспериментальные данные о взаимодействии импульсов терагерцевого излучения с кристаллом теллурида цинка ZnTe. Обнаружено, что с ростом напряженности электрического поля терагерцевого импульса коэффициент пропускания кристалла ZnTe увеличивается относительно его начального значения. Максимальное увеличение коэффициента пропускания наблюдается при напряженности поля 10 МВ/см и достигает ~2.5 раз.
Теплофизика высоких температур. 2025;63(5):656-662
656-662