ເຕັກໂນໂລຊີການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກ

ທິດສະດີພື້ນຖານຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກ
ກົນໄກການກັ່ນຕອງຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກສຳລັບອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ໃນລຳແສງ plasma ມີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
ໂດຍການໃຊ້ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງພລາສມາ ແລະ ອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ໃນອັດຕາສ່ວນປະຈຸ ແລະ ອັດຕາສ່ວນປະຈຸຕໍ່ມວນສານ, ມີ “ສິ່ງກີດຂວາງ” (ບໍ່ວ່າຈະເປັນຝາປິດ ຫຼື ຝາທໍ່ໂຄ້ງ) ຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງຊັ້ນໃຕ້ດິນ ແລະ ໜ້າດິນແຄໂທດ, ເຊິ່ງກີດຂວາງອະນຸພາກໃດໆທີ່ເຄື່ອນທີ່ເປັນເສັ້ນຊື່ລະຫວ່າງແຄໂທດ ແລະ ຊັ້ນໃຕ້ດິນ, ໃນຂະນະທີ່ໄອອອນສາມາດຖືກບັງໂດຍສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ຜ່ານ “ສິ່ງກີດຂວາງ” ໄປຫາຊັ້ນໃຕ້ດິນ.

ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກ

ໃນສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, Pe<

Pe ແລະ Pi ແມ່ນລັດສະໝີ Larmor ຂອງເອເລັກຕຣອນ ແລະ ໄອອອນຕາມລຳດັບ, ແລະ a ແມ່ນເສັ້ນຜ່າສູນກາງພາຍໃນຂອງຕົວກອງແມ່ເຫຼັກ. ເອເລັກຕຣອນໃນ plasma ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກແຮງ Lorentz ແລະ ໝຸນຕາມແນວຕັ້ງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ໃນຂະນະທີ່ສະໜາມແມ່ເຫຼັກມີຜົນກະທົບໜ້ອຍຕໍ່ການລວມກຸ່ມຂອງໄອອອນເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງໄອອອນ ແລະ ເອເລັກຕຣອນໃນລັດສະໝີ Larmor. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອເອເລັກຕຣອນເຄື່ອນທີ່ຕາມແກນຂອງອຸປະກອນຕົວກອງແມ່ເຫຼັກ, ມັນຈະດຶງດູດໄອອອນຕາມແນວຕັ້ງສຳລັບການເຄື່ອນທີ່ໝູນວຽນເນື່ອງຈາກຈຸດສຸມຂອງມັນ ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າລົບທີ່ແຂງແຮງ, ແລະ ຄວາມໄວຂອງເອເລັກຕຣອນແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າໄອອອນ, ດັ່ງນັ້ນເອເລັກຕຣອນຈຶ່ງດຶງໄອອອນໄປຂ້າງໜ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໃນຂະນະທີ່ plasma ຍັງຄົງເປັນກາງທາງໄຟຟ້າສະເໝີ. ອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ແມ່ນເປັນກາງທາງໄຟຟ້າ ຫຼື ມີປະຈຸລົບເລັກນ້ອຍ, ແລະ ຄຸນນະພາບແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າໄອອອນ ແລະ ເອເລັກຕຣອນຫຼາຍ, ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ເສັ້ນຊື່ຕາມຄວາມเฉื่อย, ແລະ ຈະຖືກກັ່ນຕອງອອກຫຼັງຈາກປະທະກັບຝາດ້ານໃນຂອງອຸປະກອນ.
ພາຍໃຕ້ໜ້າທີ່ລວມຂອງຄວາມໂຄ້ງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ງໍ ແລະ ການເລື່ອນໄປມາຂອງຄວາມຊັນ ແລະ ການປະທະກັນຂອງໄອອອນ-ອີເລັກຕຣອນ, ພລາສມາສາມາດບ່ຽງເບນໄດ້ໃນອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກ. ໃນຮູບແບບທິດສະດີທົ່ວໄປທີ່ໃຊ້ໃນປະຈຸບັນແມ່ນຮູບແບບກະແສໄຟຟ້າ Morozov ແລະ ຮູບແບບໂຣເຕີແຂງ Davidson, ເຊິ່ງມີລັກສະນະທົ່ວໄປດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ມີສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ເຮັດໃຫ້ເອເລັກຕຣອນເຄື່ອນທີ່ໃນລັກສະນະເປັນກ້ຽວວຽນຢ່າງເຂັ້ມງວດ.
ຄວາມແຮງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກທີ່ນຳພາການເຄື່ອນທີ່ຕາມແກນຂອງພລາສມາໃນອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກຄວນຈະເປັນເຊັ່ນ:

Mi, Vo, ແລະ Z ແມ່ນມວນສານໄອອອນ, ຄວາມໄວໃນການຂົນສົ່ງ, ແລະ ຈຳນວນປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ບັນທຸກຕາມລຳດັບ. a ແມ່ນເສັ້ນຜ່າສູນກາງພາຍໃນຂອງຕົວກອງແມ່ເຫຼັກ, ແລະ e ແມ່ນປະຈຸໄຟຟ້າຂອງເອເລັກຕຣອນ.
ຄວນສັງເກດວ່າໄອອອນພະລັງງານສູງບາງອັນບໍ່ສາມາດຜູກມັດໄດ້ຢ່າງເຕັມສ່ວນໂດຍລຳແສງເອເລັກຕຣອນ. ພວກມັນອາດຈະໄປຮອດຝາດ້ານໃນຂອງຕົວກອງແມ່ເຫຼັກ, ເຮັດໃຫ້ຝາດ້ານໃນມີທ່າແຮງບວກ, ເຊິ່ງໃນທາງກັບກັນຈະຍັບຍັ້ງໄອອອນຈາກການສືບຕໍ່ໄປຮອດຝາດ້ານໃນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຂອງພລາສມາ.
ອີງຕາມປະກົດການນີ້, ແຮງດັນອະຄະຕິໃນທາງບວກທີ່ເໝາະສົມສາມາດຖືກນຳໃຊ້ກັບຝາຂອງອຸປະກອນຕົວກອງແມ່ເຫຼັກເພື່ອຍັບຍັ້ງການປະທະກັນຂອງໄອອອນເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບການຂົນສົ່ງໄອອອນເປົ້າໝາຍ.

ການຈັດປະເພດຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກ
(1) ໂຄງສ້າງເສັ້ນຊື່. ສະໜາມແມ່ເຫຼັກເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຕົວນຳທາງສຳລັບການໄຫຼຂອງລຳແສງໄອອອນ, ຫຼຸດຜ່ອນຂະໜາດຂອງຈຸດແຄໂທດ ແລະ ສັດສ່ວນຂອງກຸ່ມອະນຸພາກມະຫາພາກ, ໃນຂະນະທີ່ເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງການປະທະກັນພາຍໃນພລາສມາ, ກະຕຸ້ນການປ່ຽນອະນຸພາກທີ່ເປັນກາງໄປເປັນໄອອອນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຈຳນວນກຸ່ມອະນຸພາກມະຫາພາກ, ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຈຳນວນອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ຢ່າງໄວວາເມື່ອຄວາມເຂັ້ມຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກເພີ່ມຂຶ້ນ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການເຄືອບໄອອອນຫຼາຍອາກແບບດັ້ງເດີມ, ອຸປະກອນທີ່ມີໂຄງສ້າງນີ້ເອົາຊະນະການຫຼຸດຜ່ອນທີ່ສຳຄັນໃນປະສິດທິພາບທີ່ເກີດຈາກວິທີການອື່ນໆ ແລະ ສາມາດຮັບປະກັນອັດຕາການວາງຟິມທີ່ຄົງທີ່ໂດຍພື້ນຖານ ໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຈຳນວນອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ປະມານ 60%.
(2) ໂຄງສ້າງແບບໂຄ້ງ. ເຖິງແມ່ນວ່າໂຄງສ້າງຈະມີຮູບແບບຕ່າງໆ, ແຕ່ຫຼັກການພື້ນຖານແມ່ນຄືກັນ. ພລາສມາເຄື່ອນທີ່ພາຍໃຕ້ໜ້າທີ່ລວມຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ ແລະ ສະໜາມໄຟຟ້າ, ແລະ ສະໜາມແມ່ເຫຼັກຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອຈຳກັດ ແລະ ຄວບຄຸມພລາສມາໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນທິດທາງຂອງເສັ້ນແຮງແມ່ເຫຼັກ. ແລະ ອະນຸພາກທີ່ບໍ່ມີປະຈຸຈະເຄື່ອນທີ່ຕາມເສັ້ນຊື່ ແລະ ຖືກແຍກອອກຈາກກັນ. ຟິມທີ່ກະກຽມໂດຍອຸປະກອນໂຄງສ້າງນີ້ມີຄວາມແຂງສູງ, ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຕ່ຳ, ຄວາມໜາແໜ້ນດີ, ຂະໜາດເມັດທີ່ເປັນເອກະພາບ, ແລະ ການຍຶດຕິດຂອງພື້ນຖານຟິມທີ່ແຂງແຮງ. ການວິເຄາະ XPS ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຄວາມແຂງຂອງພື້ນຜິວຂອງຟິມ ta-C ທີ່ເຄືອບດ້ວຍອຸປະກອນປະເພດນີ້ສາມາດບັນລຸ 56 GPa, ດັ່ງນັ້ນອຸປະກອນໂຄງສ້າງໂຄ້ງແມ່ນວິທີການທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບທີ່ສຸດສຳລັບການກຳຈັດອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່, ແຕ່ປະສິດທິພາບການຂົນສົ່ງໄອອອນເປົ້າໝາຍຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງຕື່ມອີກ. ອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກງໍ 90° ແມ່ນໜຶ່ງໃນອຸປະກອນໂຄງສ້າງໂຄ້ງທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດ. ການທົດລອງກ່ຽວກັບໂປຣໄຟລ໌ພື້ນຜິວຂອງຟິມ Ta-C ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໂປຣໄຟລ໌ພື້ນຜິວຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກງໍ 360° ບໍ່ປ່ຽນແປງຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກງໍ 90°, ສະນັ້ນຜົນກະທົບຂອງການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກງໍ 90° ສຳລັບອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍພື້ນຖານ. ອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກງໍ 90° ສ່ວນໃຫຍ່ມີໂຄງສ້າງສອງປະເພດຄື: ໜຶ່ງແມ່ນ solenoid ງໍທີ່ວາງໄວ້ໃນຫ້ອງສູນຍາກາດ, ແລະອີກອັນໜຶ່ງວາງຢູ່ນອກຫ້ອງສູນຍາກາດ, ແລະຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງພວກມັນແມ່ນພຽງແຕ່ຢູ່ໃນໂຄງສ້າງເທົ່ານັ້ນ. ຄວາມດັນໃນການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກງໍ 90° ແມ່ນຢູ່ໃນລຳດັບ 10-2Pa, ແລະມັນສາມາດນຳໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: ການເຄືອບໄນໄຕຣດ, ອົກໄຊດ໌, ຄາບອນອະມໍຟັສ, ຟິມເຄິ່ງຕົວນຳ ແລະ ຟິມໂລຫະ ຫຼື ບໍ່ແມ່ນໂລຫະ.

ປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກ
ເນື່ອງຈາກອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ທັງໝົດບໍ່ສາມາດສູນເສຍພະລັງງານຈົນໃນການປະທະກັບຝາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ຈຳນວນໜຶ່ງຈະໄປຮອດຊັ້ນໃຕ້ດິນຜ່ານທາງອອກຂອງທໍ່. ດັ່ງນັ້ນ, ອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກທີ່ຍາວ ແລະ ແຄບມີປະສິດທິພາບການກັ່ນຕອງອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ສູງກວ່າ, ແຕ່ໃນເວລານີ້ມັນຈະເພີ່ມການສູນເສຍຂອງໄອອອນເປົ້າໝາຍ ແລະ ໃນເວລາດຽວກັນເພີ່ມຄວາມສັບສົນຂອງໂຄງສ້າງ. ດັ່ງນັ້ນ, ການຮັບປະກັນວ່າອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກມີການກຳຈັດອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ດີເລີດ ແລະ ປະສິດທິພາບສູງຂອງການຂົນສົ່ງໄອອອນແມ່ນເງື່ອນໄຂທີ່ຈຳເປັນສຳລັບເຕັກໂນໂລຊີການເຄືອບໄອອອນຫຼາຍອາກເພື່ອໃຫ້ມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຝາກຟິມບາງປະສິດທິພາບສູງ. ການເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກຄວາມແຮງຂອງສະໜາມແມ່ເຫຼັກ, ອະຄະຕິໂຄ້ງ, ຮູຮັບແສງກົນຈັກ, ກະແສໄຟຟ້າແຫຼ່ງອາກ ແລະ ມຸມເກີດອະນຸພາກທີ່ມີປະຈຸ. ໂດຍການຕັ້ງພາລາມິເຕີທີ່ສົມເຫດສົມຜົນຂອງອຸປະກອນການກັ່ນຕອງແມ່ເຫຼັກ, ຜົນກະທົບຂອງການກັ່ນຕອງຂອງອະນຸພາກຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ປະສິດທິພາບການໂອນໄອອອນຂອງເປົ້າໝາຍສາມາດປັບປຸງໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.