Závěrečná zpráva grantu 194/2001/B-FYZ/MFF

Název projektu:	Studium doutnavého výboje ve směsích s elektronegativní složkou
Hlavní řešitel:	Doc.RNDr. Věra Hrachová, CSc
Spoluřešitelé:	RNDr. Dr Adolf Kaňka, Dr; Mgr. Pavel Kudrna, Dr; Mgr. Ondřej Kylián; Prof.RNDr Milan Tichý, DrSc; RNDr. Miroslav Vicher, Dr
Období řešení:	2001-2003
Celková dotace:	358 tis. Kč

Souhrn výsledků

V souladu se záměrem projektu byly prozkoumány poměry v pozitivním sloupci doutnavého výboje v kyslíku, dusíku a jejich směsích, z hlediska ovlivnění parametry výboje (tlak, proud), čistotou vakuového systému a zejména materiálem výbojové trubice. Je totiž známo, že výskyt atomárního kyslíku v objemu výbojového prostoru je tímto materiálem ovlivněn, podle reakce na stěně, kde může nastat reasociace a do objemu se vrátí molekula. Toto je jistě efekt důležitý, protože právě kyslíkový atom je aktivní částicí při rozličných technologických procesech, jako je například oxidace, sterilizace...
Byly též studovány energetické poměry v tomto plazmatu, tj. určovány z pásů dusíkových či kyslíkových molekul vibrační, respektive rotační teploty. Byly sledovány i difúzní poměry, tj. byly sledovány radiální závislosti intenzity světla emitovaného výbojem. Jako diagnostických metod bylo použito optické emisní spektrometrie, metody Langmuirovy sondy a v modelovací části chemické kinetiky.
V uvedených oblastech bylo dosaženo následujících výsledků:
- v oblasti sledovaní energetických poměrů, byla rotační teplota určována z atmosférického pásu kyslíkové molekuly, kdy byla provedena analýza možnosti určení této veličiny ze spekter s různým spektrálním rozlišením /1,2, příloha C/ a radiální profily této veličiny byly shledány nezávislými na tlaku, zatímco velikost teploty rostla s tlakem i proudem. Bylo provedeno srovnání s mikrovlnným výbojem (v rámci spolupráce s Paris 6) /3/. V dusíku byly určovány rotační a vibrační teploty s obdobnými výsledky /4,5/.
- v rámci zkoumání vlivu čistoty na uvedené výboje, bylo využito možnosti vyhřívání výbojové trubice a čerpání systému do různého vakua. Bylo shledáno, že kromě čerpání do vysokého vakua a současného vypečení, byla shledána přítomnost vodíkové čáry a pásu OH v detegovaných spektrech. Nečistoty měly též vliv na přítomnost atmosférického pásu kyslíku a vibrační teplotu v dusíku /6/. V případě kyslíku bylo též srovnáno chování DC a RF výboje z tohoto hlediska /7/.
- v případě studia vlivu materiálu stěny, tj. křemenného a pyrexového skla se podařilo, skloubením experimentu a modelu kyslíkového výboje se započítáním interakce se stěnou (reasociací), stanovit velikost koeficientu této reakce v závislosti na tlaku, což je v aktivním doutnavém výboji zcela originální výsledek. Komplexní článek je ve stadiu přípravy do tisku.
- studium vlivu materiálu stěny ve směsi dusíku a kyslíku bylo realizováno experimentálně, byl shledán největší podíl atomárního kyslíku ve směsi s kolem 20 procent dusíku, a jeho výraznější výskyt v křemenné výbojové trubici /8,9/. Směs byla studována aktinometrickou metodou.