Генерация наночастиц оксида цинка с применением тлеющего разряда при атмосферном давлении

Исследованы особенности импульсно-периодического тлеющего разряда в потоке аргона при атмосферном давлении применительно к генерации аэрозолей, в которых значительную долю составляют наночастицы оксида цинка. Выявлен не изученный ранее режим функционирования тлеющего разряда при атмосферном давлении, при котором испускаются атомы металла с поверхности расплавленной цинковой катодной вставки в результате совокупности влияния тепловой нагрузки со стороны катодного слоя разряда и газодинамического воздействия струи рабочего газа. Основные электрофизические и оптические параметры разряда, сопровождающие это явление, были следующие: напряжение горения разряда 150–300 В при токе 500–600 мА и длительности импульсов 9–12 мкс, следующих с частотой 60–100 кГц. Расход аргона составлял 1 л/мин. Присутствие частиц цинка в разрядной плазме было идентифицировано по соответствующим линиям, характерным для ионов и атомов этого материала, которые присутствовали в эмиссионном спектре и уверенно разрешались на фоне линий атомов аргона (Ar I). На основе разряда с такими параметрами реализована генерация порошков с размерами частиц от 10 до 50 нм в результате испускания плазменных потоков с высоким содержанием металлических частиц из разрядной системы через отверстие в аноде в воздушную среду при атмосферном давлении, где происходило их остывание, коагуляция в наноразмерные агломераты и окисление при взаимодействии с содержащимся в воздухе кислородом до химического состояния, соответствующего стабильному оксиду цинка. Рассмотрены перспективы дальнейшего развития данного метода синтеза нанопорошков и решения проблемы повышения его производительности.