In situ исследование объемной конденсации газов. Структура гомо- и гетерогенных кластеров инертных газов А.Г. Данильченко, С.И. Коваленко, В.Н. Самоваров ФТИНТ им. Б.И.Веркина НАН Украины

Схематическая диаграмма адиабатического расширения и конденсации идеального газа. 1 – кривая насыщенного пара; 2, 4 – изоэнтропы для разных P 0 и T 0 ; 3, 5 – «сухие» изоэнтропы. P 01 · T 01 γ / (1-γ) = P 02 · T 02 γ / (1-γ) =… γ=C p /C v Уравнение Хагены: N = A(Г*/1000), Г* = (Р 0 ·d eq q · Т 0 0,25q-2,5 ) · К, К зависит от сорта газа, 0,5

Геометрические модели кластеров 23 26

Геометрическая модель многослойного икосаэдрического кластера

Релаксированная модель многослойного икосаэдрического кластера

Схема экспериментальной установки для генерации и электронографического исследования гомо- и гетерогенных кластеров в сверхзвуковой струе. 1 – корпус генератора сверхзвуковой струи; 2 – электронограф ЭМР-100М; 3 – теплообменник; 4 – сверхзвуковое сопло; 5 – конусная диафрагма (скиммер); 6 – кластерный пучок; 7 – электронный пучок; 8 – крионасос; 9 – изображение дифракционной картины.

Денситограммы некристаллических кластеров аргона. 1300ат/кл 500ат/кл

Дифракционные картины от кристаллических кластеров аргона.

Отношение интенсивностей, R, ГПУ максимумов (100) и (101) к ГЦК максимуму (200) в зависимости от размера кластеров аргона. Величина R отражает относительное соотношение объемов ГЦК и ГПУ структур

Дифрактограммы, соответствующие кластерам чистого аргона и агрегациям, сформировавшимся в газовых смесях с 0,1 и 0,5 % ат. Kr T 0 = 120K, Р 0 = 1 атм. Структура смешанных кластеров Ar-Kr

Сплошной линией показана зависимость (Р 0 ) согласно уравнению Хагены. Р 0 0,6, т. е. N Г* 1,8 Характеристический линейный размер кластеров в зависимости от Р 0 (Т 0 =120К)

Участок дифрактограммы, от кластеров чистого аргона и агрегаций, сформировавшихся из газовых смесей при Т 0 =100 К и Р 0 =1,5 атм.

Пунктиром выделена область кластеров, состоящих из нескольких областей когерентного рассеяния; - различие между экспериментальными значениями и зависимостью = C i × Р 0 0,6. Зависимость характеристического линейного размера кластеров от Р 0 (Т 0 =100К)

Рассчитанные значения расстояния от критического сечения сопла до начала конденсации газов в зависимости от давлений Р 0

Экспериментальная зависимость характеристического линейного размера кластеров от давления Р 0. При P 0 < P 0 * наблюдается интенсификация роста кластеров.

Экспериментальные значения параметра решетки кластеров чистого Ar и газовой смеси с 2,5 % ат. Kr, полученные при различных Р 0 Величина а раствора соответствует составу 75%Ar+25%Kr

Для сравнения в верхней части рисунка приведена дифрактограмма от кластеров чистого Kr. Дифрактограмма кластеров, сформировавшихся в газовой смеси Ar+20% ат. Kr

Пунктирной линией обозначено значение параметра решетки кластеров чистого криптона. Параметры решетки кластеров сформировавшихся в газовой смеси Ar+20% ат. Kr

Результаты исследования гетерогенных кластеров Ar-Xe В кластерах сформировавшихся из газовой смеси Ar-Xe наблюдается расслоение на ксеноновый кор и аргоновую оболочку. По данным катодолюминесценции распад происходит на чистые компоненты. Ar+25%Kr Ar+5%Xe

Спасибо за внимание!