КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 25-19-00405

НазваниеИсследование газовых разрядов низкого давления с полым катодом и полым анодом и создание прототипов сильноточных металлокерамических отпаянных коммутирующих приборов на основе таких разрядов.

Руководитель Ландль Николай Владимирович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук , Томская обл

Конкурс №104 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-303 - Сильноточная электроника и электроника больших мощностей

Ключевые слова Разряды низкого давления, сильноточные коммутирующие приборы, полый катод, полый анод

Код ГРНТИ29.27.43


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
В проекте речь идет об исследовании газовых разрядов низкого давления с полым катодом и полым анодом и о применении таких разрядов, в частности, в сильноточных коммутирующих приборах с наносекундной стабильностью запуска (в так называемых псевдоискровых разрядниках). Данное направление интенсивно развивается в настоящее время, и прогресс частично сдерживается недостаточным уровнем понимания физических процессов в разрядах. Исследования будут проводиться как на разборных металлокерамических системах с внешним напуском газа, так и на образцах отпаянных приборов, по двум взаимосвязанным направлениям. Одно направление относится к разрядникам с узлом запуска, где используется слаботочный стационарный тлеющий разряд. Другое направление относится к разрядникам с узлом запуска основанном на импульсном разряде по поверхности диэлектрика. Будут проведены исследования стационарных и импульсных разрядов в узах запуска и сильноточных импульсных разрядов в основном высоковольтном промежутке. В настоящее время имеются предпосылки, чтобы провести интерпретацию разрядных явлений в узлах запуска и в основном промежутке в рамках единого подхода к описанию физических процессов в разрядах. В целом, в рамках проекта предполагается получить результаты по физике разрядов в газах низкого давления и разработать два прототипа отпаянных металлокерамических приборов на этой основе.

Ожидаемые результаты
Основным результатом работ по проекту будет новая информации по физике стационарных и импульсных разрядов низкого давления с полым катодом и полым анодом. Планируется получить новые данные по режимам поддержания разрядов с полым катодом и полым анодом, по механизмам переноса тока в таких разрядах и по физическим причинам перехода из одного режима в другой. Научная значимость результатов исследований обусловлена недостаточным уровнем понимания процессов в таких разрядах, особенно если речь идет о механизмах поддержания плазмы в полом аноде. Широкий спектр применений разрядов с полым катодом и полым анодом в электрофизических устройствах и, в частности, в сильноточных коммутирующих приборах (псевдоискровых разрядниках), обуславливает практическую значимость результатов исследований. На основе полученных в ходе выполнения проекта результатов будут разработаны прототипы отпаянных разрядников в металлокерамическом исполнении с улучшенными характеристиками. Полученные результаты будут соответствовать мировому уровню исследований и будут представлены на международных конференциях и опубликованы в рейтинговых научных журналах.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В проекте речь идет об исследовании газовых разрядов низкого давления с полым катодом и полым анодом и о применении таких разрядов, в частности, в сильноточных коммутирующих приборах с наносекундной стабильностью запуска (в так называемых псевдоискровых разрядниках). Данное направление интенсивно развивается в настоящее время, и прогресс частично сдерживается недостаточным уровнем понимания физических процессов в разрядах. Исследования проводятся как на разборных металлокерамических системах с внешним напуском газа, так и на образцах отпаянных приборов. В текущем году были получены следующие основные результаты. Проведен анализ и испытаны 16 методов запуска псевдоискрового разрядника с узлом запуска на основе вспомогательного тлеющего разряда. Определены методы запуска, обеспечивающие время запаздывания срабатывания прибора относительно момента приложения импульса запуска менее 100 нс и стабильность срабатывания разрядника с разбросом не хуже ± 1 нс. Выявлены физические причины формирования паразитного тока из узла запуска на основе вспомогательного тлеющего разряда на основную катодную полость псевдоискрового разрядника. Показано, что паразитный ток, в зависимости от схемы питания разряда, может переноситься как ионами, так и электронами. Получены данные по исследованию коммутационных характеристик псевдоискрового разрядника с узлом запуска на основе тлеющего разряда при различных электрических схемах запуска. Показано, что геометрия катодной полости оказывает существенное влияние на коммутационную характеристику. Дано физическое объяснение данному эффекту. Более детально полученные результаты опубликованы в следующих статьях. Korolev Y.D., Landl N.V., Frants O.B., Geyman V.G., Bolotov A.V., Nekhoroshev V.O., Torba M.S., Parasitic Current in a Pseudospark Switch at Different Electric Circuits for Powering the Auxiliary Glow Discharge // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. Vol. 89, Suppl. 2, pp. S212-S217, 2025. DOI: 10.1134/S106287382571445X Ландль Н.В., Королев Ю.Д., Франц О.Б., Болотов А.В., Нехорошев В.О. Методы запуска псевдоискрового разрядника с узлом запуска на основе вспомогательного тлеющего разряда // Журнал радиоэлектроники №11, 2025. DOI: 10.30898/1684-1719.2025.11.6 Landl N.V., Korolev Y.D., Frants O.B., Bolotov A.V., Kovalsky S.S., Ostroverkhov E. V., Development of the switching process in the pseudospark switch with a trigger unit based on auxiliary glow discharge // Russian Physics Journal (2025) DOI: 10.1007/s11182-025-03559-0

 

Публикации

1. Королев Ю.Д., Ландль Н.В., Франц О.Б., Гейман В.Г., Болотов А.В., Нехорошев В.О., Торба М.С. Parasitic Current in a Pseudospark Switch at Different Electric Circuits for Powering the Auxiliary Glow Discharge Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics., Volume 89, Supplement issue 2, pp. S212-S217, (2025) (год публикации - 2025)
10.1134/S106287382571445X

2. Ландль Н.В., Королев Ю.Д., Франц О.Б., Болотов А.В., Ковальский С.С., Островерхов Е.В. Development of the switching process in the pseudospark switch with a trigger unit based on auxiliary glow discharge Russian Physics Journal (год публикации - 2025)
10.1007/s11182-025-03559-0

3. Ландль Н.В., Королев Ю.Д., Франц О.Б., Болотов А.В., Нехорошев В.О. Методы запуска псевдоискрового разрядника с узлом запуска на основе вспомогательного тлеющего разряда Журнал радиоэлектроники, №. 11. (год публикации - 2025)
10.30898/1684-1719.2025.11.6