Small2052.jpg Small2057.jpg Small2054.jpg Small2058.jpg Small2056.jpg

Основная страницаПроектыКонтактыНаучные сотрудникиПолный состав лаборатории English

Направления деятельности:


I. Разработка электродуговых плазмотронов и технологий на их основе

В Лаборатории №9 проведен большой комплекс исследований, прямо или косвенно связанных с расчетом и конструированием дуговых плазмотронов и плазмотехнологических реакторов. Электродуговые нагреватели газа – аппараты, в которых электрическая энергия преобразуется в тепловую путем выделения джоулева тепла в дуговом разряде. Нагрев газа в них происходит в основном благодаря теплопроводности и конвективному теплообмену между дугой и газовым потоком.
Интерес к использованию электрической дуги обусловлен:
- возможностью стационарного нагрева газа до среднемассовых температур порядка 15000 К при давлении до 20 МПа;
- возможности нагрева практически любых газов: восстановительных, окислительных, инертных и их смесей;
- большой концентрацией энергии в малом объеме плазмы;
- высокой скоростью протекания химических реакций, что позволяет создавать высокопроизводительные реакторы;
- большую эффективность преобразования электрической энергии в тепловую при относительной простоте конструкции;
- надежностью и устойчивостью работы установки;

Достижения коллектива широко известны во всем мире, и отражены, например, в монографии "Низкотемпературная плазма" (in english) (pdf).

Сейчас в лаборатории развиваются следующие плазмотехнические направления:

- струйные плазмотроны (pdf);

- плавильные плазмотроны (pdf);

- плазменная порошковая наплавка и напыление функциональных покрытий (pdf);

- плазмохимический синтез тонкодисперсного порошка диоксида титана анатазной кристаллической модификации хлоридным методом (pdf);

- синтез микронанокомпозитного Al2O3-8-15%TiO2 порошка и нанокомпозитного Al2O3-TiO2 порошка на основе гибридной плазмохимической установки (pdf).


II. Моделирование лазерных технологий металлообработки

Важнейшей группой современных технологий машиностроения является лазерная обработка материалов. Сюда входят лазерная резка, сварка, термоупрочнение, наплавка, трехмерное прототипирование. Уникальные технологические и экономические характеристики лазерных технологий, а так же создание новых типов все более мощных лазеров, обеспечивают их непрерывное бурное развитие. Потенциальные возможности технологических лазеров мультикиловаттного диапазона на данный момент полностью не реализованы. Любая технология лазерной обработки материалов представляет собой комплекс мультидисциплинарных задач. Это, прежде всего, взаимодействие излучения с веществом, динамика жидкости газа и плазмы в зоне интенсивного воздействия излучения, тепломассоперенос в многофазной системе, химические и металлургические превращения и многие другие задачи и их различные комбинации. Слепой перебор огромного количества технологических параметров зачастую не приводит к положительному результату. Для разработки новых и раскрытия потенциала уже используемых лазерных технологий металлообработки необходимо высококачественное моделирование разнообразных физических процессов, или их комплексов в сопряженной постановке. Проведение экспериментов и анализ их результатов требует привлечения полного аппарата классических фундаментальных исследований.

Коллектив лаборатории имеет большой опыт в моделировании следующих технологий лазерной обработки материалов:

- лазерная резка с кислородом (pdf) (in english) ;

- лазерная резка с нейтральным газом (pdf);

- лазерное поверхностное модифицирование (pdf);

- лазерная наплавка;

- лазерная сварка.