1.8 Некоторые особенности получения нанопорошков.

Метод испарения вещества излучением лазера с последующей конденсацией пара известен с 1970 года [20]. Однако из-за низкой производительности и высоких затрат энергии этот способ получения нанопорошков нашел применение лишь в лабораторных условиях [21,22]. Основная часть потерь энергии связана с поглощением и рассеиванием излучения плазмой и парами испаряемого материала над поверхностью мишени. Использование импульсных лазеров позволяет существенно увеличить производительность и снизить потери энергии за счет уменьшения длительности излучения и повышения частоты следования импульсов. При этом происходит более эффективный вынос паров из горячей зоны и обеспечивается уменьшение размера частиц [23,24].

В работе [25] лазера показано, что испарение мишени импульсным СО₂лазером является достаточно эффективным способом получения слабоагломерированных нанопорошков сложных соединений с характерным размером ~10 нм и узким распределением частиц по размерам. Анализ результатов показывает, что основным фактором, определяющим производительность установки, имеющей определенные характеристики, является удельная энергия, требующаяся для испарения материала.

В работе [26] показывается, что импульсный режим излучения должен обеспечивать не только снижение размера частиц за чет увеличения интенсивности излучения и более эффективного выноса пара из горячей зоны, но и по крайней мере не более высокие затраты энергии, чем режим постоянного излучения. Связано это с тем, что вероятность элементарного акта испарения экспоненциально увеличивается с ростом температуры расплава, а значит и пиковой плотности мощности излучения (27)

Импульсный СО₂ лазер позволяет в 4 раза уменьшить размер частиц в воздухе с нормальными условиями при энергозатратах не выше, чем наиболее низкие значения, полученные для лазеров с постоянным излучением. Эффективность использования излучения для получения нанопорошка составляет менее 10 %, ее можно улучшить, а производительность увеличить даже при той же средней мощности за счет уменьшения длительности излучения и повышения частоты следования импульсов

2 Исследование характеристик лазера и возможности получения нанопорошков

2.1Погрешности измерений

Все экспериментальные графики, приведенные в работе, построены по среднему значению из 36 измерений. Ошибка измерений большинства регистрируемых параметров определялась погрешностью используемых приборов. Систематическая ошибка измерений, вносимая приборами, не превышала 10 %. При анализе спектральных линий или измерении расходимости, сначала определялась среднеквадратичная ошибка по формуле:

где, x- среднее значение измеряемых величин, х_i- измеряемая величина, n- число измерений.

А затем, задавая доверительную вероятность по Стьюденту (=0.95), вычислялась величина доверительного интервала:

В нашем случае суммарный интервал погрешностей измерений не превышал величину 1520 % , что позволяет говорить о достоверности полученных в диссертационной работе результатов и выводов.