Нелінійні електрофізичні процеси у твердих діелектриках під дією сильних електромагнітних полів (стр. 1 )

Для заказа доставки работы

воспользуйтесь поиском на сайте http://www. /search. html

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний технічний університет

“Харківський політехнічний інститут”

Резинкін Олег Лук’янович 

УДК 621.3:621.9.047/.048

НЕЛІНІЙНі еЛЕКТРОФіЗИЧні ПРОЦЕСИ
у ТВЕРДиХ ДІЕЛЕКТРИКАХ ПІД ДІЄЮ СИЛЬНиХ
ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ

Спеціальність 05.09.13 – техніка сильних електричних та магнітних полів

дисертація на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Харків – 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ ……………………...…………..	6
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………..	8
Раздел 1 нелинейные электрофизические процессы в твердых диэлектриках, применяемых в высоковольтной импульсной технике …………………….…	18
1.1 Нелинейные электрофизические процессы в активных диэлектриках под действием сильных электрических полей ………………………………	18
1.1.1 Методы исследования распространения электромагнитных волн в средах с нелинейной диэлектрической проницаемостью …………………..	18
1.1.2 основные свойства и области применения в высоковольтной импульсной технике нелинейных сред: сегнетоэлектриков, ферромагнетиков и полупроводников ……………………………………….	37
1.1.3 Мультиферроики и сегнето-магнитные статистические смеси, матричные системы, слоистые композиты …………………………………..	41
1.2 Нелинейные электрофизические процессы в высоковольтной импульсной технике …………………………………………………………...	44
1.3 Необратимые процессы в твердых диэлектриках под действием сильных электрических полей ………………………………..……………….	47
1.4 Выводы по разделу 1……………………………………………………….	48
Раздел 2 Математическое моделирование электрофизических процессов в нелинейных средах под действием сильных электрических и магнитных полей …………………………………………………………………………	50
2.1 Обоснование выбора направления и методики проведения исследований ………………………………………………………………..…	50
2.2 Моделирование электрофизических процессов в активных диэлектриках на закраине нелинейного конденсатора (квазистационарное приближение) …………………………………………………………………..	51
2.2.1 Постановка задачи моделирования ……………………………………..	52
2.2.2 Результаты численного моделирования………………………………...	54
2.3 Постановка задачи расчета переходного процесса распространения электромагнитной волны в среде с нелинейной диэлектрической проницаемостью через векторный магнитный и скалярный электрический потенциалы ……………………...……………………………………………..	61
2.4 Моделирование переходного процесса распространения электромагнитной волны в среде с нелинейными диэлектрической и магнитной проницаемостями …………………………………………………	72
2.4.1 Постановка задачи расчета в терминах модифицированного векторного магнитного потенциала. …………………………………………..	73
2.4.2 Использование численных методов для расчета процесса распространения электромагнитной волны в среде с нелинейными диэлектрической и магнитной проницаемостями.……………………..…….	79
2.4.3 Выполнения условий на границах раздела сред для напряженностей и индукций электрического и магнитного полей …………………………....	84
2.4.4 Формулировка задачи в разностном виде …………..………………….	89
2.4.5 Решение тестовой задачи падения электромагнитной волны на шар...	95
2.4.6 Пример моделирования распространения электромагнитной волны  в среде, имеющей нелинейные диэлектрическую и магнитную проницаемости …………………………………………………………………	97
2.4.7 Моделирование распространения электромагнитной волны в слоистой сегнето-магнитной среде с чередованием слоев, имеющих нелинейные диэлектрическую или магнитную проницаемости ………..….	105
2.5 Выводы по разделу 2……………………………..………......……..……..	112
Раздел 3 Физическое и схемное моделирование процессов распространения электромагнитной волны в средах с нелинейными параметрами……………………..…	115
3.1 Моделирование процесса образования ударной волны в искусственной линии с помощью компьютерных систем схемотехнического моделирования …………………………………………….…………………..	115
3.2 Физическое моделирование распространения электромагнитной волны в линии с нелинейными компонентами ………………………………………	122
3.3 численное моделирование процесса формирования ударных электромагнитных волн в линии передачи с нелинейным диэлектриком с помощью электрических схем ………………………………………………..	124
3.4 Физическое и математическое моделирование процессов изменения профиля волны при ее распространении по линии с нелинейной диэлектрической проницаемостью ……………………………………………	132
3.5 Выводы по разделу 3………………...……………………………...……...	141
Раздел 4 Разработка методов синтеза нелинейных сред применительно к использованию в технике сильных электрических и магнитных полей ……………………………..	143
4.1 Классическая технология изготовления сегнетокерамики ……………...	143
4.1.1 Синтез сегнетокерамических материалов на основе титанатов бария и стронция и оптимизация фазового состава …………………………………	143
4.2 Использование технологий микроплазменного оксидирования для создания нелинейных формирующих линий………………………………….	148
4.3 Получение толстых слоев сегнетокерамики методом вакуумного аэрозольного напыления при комнатной температуре ………………………	156
4.4 Получение методом холодного прессования изотропных сегнето-магнитных композитных смесей …………………….……………………….	173
4.5 Изготовление опытных образцов высоковольтной сегнето-керамической нелинейной формирующей линии …………………………..	175
4.6 Выводы по разделу 4 ...……………………………..……………………..	177
Раздел 5 Экспериментальное исследование нелинейных электрОФИЗИческих параметров диэлектриков...………....	179
5.1 Методы экспериментального исследования свойств образцов сегнетоэлектриков в импульсных электрических полях...……………..…..	179
5.2 Исследование свойств образцов сегнетоэлектриков при действии на них переменного напряжения……………………………………………..….	186
5.3 Исследование свойств образцов сегнетоэлектриков при приложении к ним монотонно нарастающего импульсного электрического поля …….....	208
5.3.1 Исследование импульсной поляризации образцов сегнетокерамики в монотонно нарастающих электрических полях с миллисекундными длительностями фронта………………………………………………..……...	208
5.3.2 Исследование импульсной поляризации образцов сегнетокерамики в монотонно нарастающих электрических полях с микросекундными длительностями фронта……………………………………………………….	212
5.3.3 Исследование импульсной поляризации образцов сегнетокерамики в монотонно нарастающих электрических полях с субмикросекундными длительностями фронта……………………………………………………….	226
5.4 Исследование необратимых процессов в твердых диэлектриках под действием сильных электрических полей……………………………………	249
5.5 Выводы по разделу 5………………………………………………………	255
Раздел 6 Опытные образцы высоковольтных импульсных генераторов С НелинейныМИ параметрАМИ рабочих сред ……………………………………………………………...	257
6.1 Спиральные генераторы импульсных напряжений …………………….	257
6.1.1 Спиральный ГИН цилиндрической компоновки ……………………..	258
6.1.2 Особенности конструкционных исполнений спиральных ГИН……...	262
6.1.3 Спиральный ГИН плоской компоновки………………………………..	265
6.1.4 Физическое моделирование электромагнитных процессов в плоском спиральном генераторе импульсов высокого напряжения c ферримагнитным сердечником ……………………………………………….	273
6.2 Твердотельный генератор импульсов на основе sos-эффекта…………	282
6.3 Выводы по разделу 6…………………….....……….……………...……...	290
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..……………………………………………………………...	292
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………	297
ПРИЛОЖЕНИ использования результатов работы……………...	317

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ