name: Методы и аппаратура для визуализации и контроля поверхности горения высокоэнергетических материалов на основе нанопорошков металлов в режиме реального времени
keyword_list: бромид меди лазер на парах металла усилитель яркости высокотемпературное горение скоростная визуализация лазерный монитор энергетические системы нанопорошки металлов
abstract: Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» (ФГАОУ ВО НИ ТПУ) и Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН). Официальные оппоненты: д.т.н.  Дзидзигури Э.Л., д.ф.-м.н. Кудряшова О.Б., д.ф.-м.н. Ломаев М.И. Целью работы являлась разработка методик исследования высокотемпературного горения нанопорошков металлов и их смесей на основе методов скоростной видеосъемки с применением лазерного монитора и лазерной подсветки, а также практическая реализация разработанных методик. Исследовались процессы горения нанопорошков металлов, термитных смесей на основе нанопорошков металлов, смесей нано- и микропорошков металлов, модельные высокоэнергетические материалы. В результате выполнения работы впервые продемонстрирована возможность визуализации процессов инициирования и горения нанопорошков металлов, термитных смесей и модельной топливной смеси в воздухе сквозь яркосветящееся пламя с использованием лазерного монитора на парах бромида меди. Показана возможность изучения морфологии поверхности горящих образцов нанопорошков металлов в режиме реального времени с использованием лазерного монитора. Показано, что при горении нанопорошка алюминия в воздухе во время прохождения первой волны горения морфология поверхности практически не меняется, в то время как на второй стадии образуются агломерированные продукты сгорания алюминия. Реализованы режимы работы усилителей яркости с малой мощностью сверхизлучения, необходимой для исследования легковоспламеняющихся высокоэнергетических материалов, в трубках относительно большого диаметра (1,5–3 см) с использованием газоразрядных трубок на парах бромида меди с независимым контролем температурных параметров. Установлено, что изменение отражательной способности поверхности нанопорошка металла приводит к изменению яркости изображений лазерного монитора и дает возможность количественной оценки временных параметров процессов горения в режиме реального времени. Показано, что высокое пространственное разрешение при визуализации лазерного инициирования тонких слоев нанопорошков металлов обеспечивается фокусировкой луча инициирующего лазера и пучка излучения лазерного монитора одним и тем же объективом. Экспериментально показано, что кольцевой профиль параллельного пучка усилителя яркости значительно выравнивается при распространении пучка излучения лазерного монитора, несущего изображение, за счет формирующих оптических элементов при одинаковых условиях работы усилителя яркости. Разработана экспериментальная методика для определения количества и продолжительности стадий горения, а также скорости горения нанопорошков металлов на основе метода лазерной спекл-корреляции.
chairman_dissertation_council.name: Андрей
chairman_dissertation_council.surname: Лидер
chairman_dissertation_council.patronymic: Маркович
chairman_dissertation_council.position: Заведующий кафедрой - руководитель отделения на правах кафедры, профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: A-7702-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57191193620
chairman_dissertation_council.rinc_id: 128587
chairman_dissertation_council.url: https://staff.tpu.ru/personal/employee?lid=58928
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-3868-2647
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Леонид
organization_supervisor.surname: Сухих
organization_supervisor.patronymic: Григорьевич
organization_supervisor.position: Проректор по науке и трансферу технологий
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 53.39.03
rubrics.name: Теория процессов порошковой металлургии
rubrics.code: 59.45.37
rubrics.name: Приборы для неразрушающего контроля изделий и материалов оптическим методом
rubrics.code: 31.15.25
rubrics.name: Химическая термодинамика. Термохимия. Равновесия. Физико-химический анализ, фазовые переходы
rubrics.code: 29.33.15
rubrics.name: Оптические квантовые генераторы и усилители (лазеры)
rubrics.code: 29.31.29
rubrics.name: Формирование оптического изображения. Оптические приборы и оптические методы измерений
oecds.code: 02.10.NS
oecds.name: NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY
oecds.code: 02.02.IQ
oecds.name: ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
oecds.code: 01.04.EI
oecds.name: CHEMISTRY, PHYSICAL
oecds.code: 01.03.SY
oecds.name: OPTICS
speciality_codes.name: Приборы и методы экспериментальной физики
speciality_codes.code: 01.04.01
opponents.fio: Дзидзигури Элла Леонтьевна
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Материаловедение (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Кудряшова Ольга Борисовна
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Механика жидкости, газа и плазмы
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Ломаев Михаил Иванович
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Оптика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО НИ ТПУ, ТПУ, НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1027000890168
protection_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: ЯКОВЛЕВ
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО НИ ТПУ, ТПУ, НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1027000890168
author_organization.supervisor_name: АНДРЕЙ
author_organization.supervisor_surname: ЯКОВЛЕВ
author_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения