Способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе



Способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе
Способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе

 


Владельцы патента RU 2573425:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова" (RU)

Изобретение относится к энергетике. Способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе, заключающийся в том, что подают воздух и первичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование первичной горючей смеси, подают окислитель и вторичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование вторичной горючей смеси, причем камеру сгорания формируют в виде последовательно расположенных и газодинамически связанных между собой основной и дополнительной камер сгорания, обеспечивают горение первичной горючей смеси в основной камере сгорания, а вторичной горючей смеси - в дополнительной камере сгорания, при этом в качестве первичного горючего используют водород, в качестве вторичного горючего - неоксидированные наночастицы алюминия, и используют продукты сгорания, образующиеся в основной камере сгорания в качестве окислителя для наночастиц алюминия. Изобретение позволяет форсировать двигатель, увеличить его высотность при сохранении габаритных размеров гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а именно к гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателям (ГПВРД), и может быть использовано в силовых установках гиперзвуковых летательных аппаратов, использующих кислород воздуха в качестве окислителя.

В авиационно-космической отрасли в настоящее время особенную актуальность приобретают работы в области создания двигателей для гиперзвуковых и аэрокосмических летательных аппаратов (ЛА). Важным направлением является увеличение удельной тяги ГПВРД. Рабочие высоты полета ЛА с ГПВРД составляют порядка 30-60 км с характерными числами Маха полета М=4-8 (M=U/a, где U - скорость полета, a - скорость звука). Обычно в качестве топлива для ГПВРД рассматривают сжиженный водород, сжигание которого приводит в основном к образованию паров воды.

Известен ГПВРД, в котором в качестве топлива используется водород, инкапсулированный в углеродные нанотрубки (патент РФ №2516735). Углеродные нанотрубки подаются в камеру сгорания двумя способами - через перфорированные стенки и через форсунки. Изобретение позволяет улучшить подготовку топливовоздушной смеси, повысить полноту сгорания топлива и топливную эффективность двигателя.

Недостатками изобретения являются использование перфорированных стенок камеры сгорания, которые трудоемки в изготовлении. Мелкие отверстия перфорации подвержены засорению, что может привести к возникновению аварийной ситуации в условиях эксплуатации. Представляется также, что процесс получения углеродных нанотрубок с капсулированным в них водородом весьма трудоемок и дорогостоящ. Кроме того, на больших высотах тяга известного ГПВРД резко падает из-за нехватки кислорода воздуха для окисления топлива. Попытки увеличить подачу воздуха в камеру сгорания приводят к увеличению габаритных размеров и массы двигателя.

Форсирование ГПВРД по тяги двигателя возможно за счет использования металлического порошкообразного или металлизированного желеобразного горючего, обладающего значительным объемным тепловыделением. Металлическое или металлизированное горючее позволяет создать принципиально новые высокоэффективные ГПВРД. Преимущества двигателей на порошкообразном металлическом или желеобразном металлизированном горючем, использующих в качестве окислителя атмосферный воздух, состоят в том, что они обеспечивают высокие тактико-технические характеристики, могут использоваться в широких диапазонах скоростей, при этом они надежны в обращении и хранении.

Известен прямоточный воздушно-реактивный двигатель (патент РФ №2439358). Двигатель содержит систему подачи горючего, включающую топливный бак с металлическим порошкообразным горючим и перфорированным поршнем. Камера сгорания состоит из форкамеры, с размещенным на входе камеры дозатором, осуществляющим подачу горючего с заданным расходом, воспламенителем и камеры окончательного дожигания топлива. Форкамера и камера окончательного дожигания имеют каналы для подачи воздуха. Изобретение позволяет повысить объемную энергоотдачу двигательной установки путем обеспечения более полного сгорания топлива.

Недостатком данного технического решения является необходимость оснащения двигателя газогенератором, обеспечивающий запуск системы подачи порошкообразного металлического горючего, что увеличивает металлоемкость и вес двигателя в целом.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ организации горения в ГПВРД, раскрытый в патенте США №5546745. В известном ГПВРД осуществляется подача первичного и вторичного горючего в разные зоны камеры сгорания. Первичный объем горючего подается в головную часть камеры сгорания, а вторичный объем горючего подвергается дополнительной обработке электрическим разрядом и подается в объем камеры сгорания ниже по потоку. Изобретение обеспечивает расширение полетных чисел Маха и улучшает эффективность работы двигателя.

Недостаток данного технического решения заключается в том, что форсирование двигателя с целью увеличения его удельной тяги при использовании одного вида топлива, в частности водорода, потребует большего удельного расхода воздуха, а недостаток кислорода на больших высотах ограничит возможности применения ГПВРД. Мероприятия по увеличению расхода потребляемого воздуха повлекут за собой соответствующее увеличение габаритных размеров двигателя и его веса.

Задача изобретения заключается в форсировании двигателя, увеличении его высотности при сохранении габаритных размеров ГПВРД.

Одним из перспективных подходов к форсированию ГПВРД является впрыск наночастиц алюминия в тракт двигателя между зоной горения топлива и соплом. Частицы алюминия могут вступать в реакцию окисления с парами воды с выделением значительного количества тепла, передавая при расширении продуктов сгорания в сопле дополнительный импульс струе. Преимущество такого способа форсирования ГПВРД заключается в том, что не требуется дополнительного расхода воздуха для окисления алюминия, т.к. на высоте H>30 км воздух сильно разрежен, и обеспечить дополнительную подачу воздуха проблематично.

Технический результат заявленного изобретения заключается в увеличении удельной тяги двигателя.

Поставленная задача достигается тем, что в способе организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе, заключающемся в том, что подают воздух и первичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование первичной горючей смеси, подают окислитель и вторичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование вторичной горючей смеси, согласно изобретению камеру сгорания формируют в виде последовательно расположенных и газодинамически связанных между собой основной и дополнительной камер сгорания, обеспечивают горение первичной горючей смеси в основной камере сгорания, а вторичной горючей смеси - в дополнительной камере сгорания, при этом в качестве окислителя для вторичного горючего используют продукты сгорания, образующиеся в основной камере сгорания.

Предпочтительно использовать в качестве первичного горючего водород, а в качестве вторичного горючего - неоксидированные наночастицы алюминия, причем желательно, чтобы радиус наночастиц алюминия составлял не более 25 нанометров.

Предпочтительно также обеспечивать защиту наночастиц алюминия от окисления путем нанесения антиоксидантного покрытия, причем целесообразно антиоксидантное покрытие использовать в качестве дополнительного вторичного горючего.

В частных случаях осуществления изобретения антиоксидантное покрытие может быть выполнено из карбида алюминия, а его толщина может составлять 2-5 нанометров.

В заявленном способе поставленная задача решается применением двухстадийного горения (первая стадия - сжигание водорода в воздухе, вторая стадия - сжигания наночастиц алюминия в продуктах первичного горения), причем на второй стадии не требуется кислород, т.е. при прочих равных условиях диапазон рабочих высот двигателя будет больше, что выгодно отличает данное изобретение от известных аналогов. Кроме того, для увеличения энергоемкости топлива ограничивается радиус частиц алюминия - менее 25 нм, что приводит к полному их сгоранию с большим тепловыделением, а также уточняется, что они должны быть не оксидированы, а их защита от окисления - антиоксидантное покрытие толщиной 2-5 нм должно быть выполнено из известного материала AlC3 (карбид алюминия), который может окисляться с выделением тепла.

Изобретение поясняется подробным описанием со ссылкой на чертежи, где на фиг. 1 показана схема ГПВРД, на фиг. 2 - зависимость размера частиц оксида алюминия (Al2O3), образующихся в продуктах сгорания в дополнительной камере от отношения времени пребывания газа в камере к времени индукции.

На фиг. 1 использованы следующие обозначения:

1 - обечайка ГПВРД;

2 - поток воздуха;

3 - воздухозаборник;

4 - центральное тело;

5 - основная камера сгорания;

6 - расширяющийся участок газового тракта ГПВРД;

7 - дополнительная камера сгорания;

8 - канал подачи наночастиц алюминия;

9 - поток вторичных продуктов сгорания;

10 - сверхзвуковое сопло;

11 - канал подачи водорода;

12 - система скачков уплотнения.

Внешняя часть двигателя представляет собой обечайку 1 круглого или прямоугольного сечения. Воздух 2 поступает в воздухозаборник 3, где сжимается до необходимой степени сжатия в сужающемся канале, образованным обечайкой воздухозаборника 3 и центральным телом 4. Тело 4 может быть выполнено осесимметричным или клиновидным.

После воздухозаборника 3 расположена основная камера сгорания 5, которая соединена расширяющимся участком газового тракта 6 с дополнительной камерой сгорания 7. На передних кромках воздухозаборника 3 и центрального тела 4 при сверхзвуковой скорости полета реализуется система скачков уплотнения 12.

Первичное горючее, в качестве которого используется водород, подается в основную камеру сгорания 5 по каналу 11. Вторичное горючее - наночастицы алюминия - подается в дополнительную камеру сгорания 7 по каналу 8. Поток вторичных продуктов сгорания 9 выходит из двигателя через сверхзвуковое сопло 10.

Заявленный способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе реализуется следующим образом.

Воздух 2 на крейсерском режиме полета при давлении P=0,01 атм, температуре T=250 K, числе Маха М=4-8 поступает в воздухозаборник 3, где в канале воздухозаборника, образованного обечайкой и центральным телом 4, сжимается до необходимой степени сжатия (во внутреннем контуре давление P=0,1 атм, температура T=700-1400 K). Водород (первичное топливо) поступает по каналу 11 через пилоны (на фиг. 1 не показано) в основную камеру сгорания 5 традиционным образом. Водород, смешиваясь со сжатым воздухом 2, поступающим из воздухозаборника 3, образует в основной камере сгорания 5 первичную горючую смесь.

Камера сгорания 5, по сути, является также химическим реактором постоянного давления для наработки паров воды при температуре T=2700 K, использующихся после расширения в дополнительной камере сгорания 7 после расширения в качестве окислителя для неоксидированных наночастиц алюминия. В дополнительную камеру сгорания 7 по каналу 8 через форсунки (на фиг. 1 не показаны) подаются неоксидированные наночастицы алюминия в потоке воздуха 8, отобранного из воздухозаборника 3. Количество воздуха, необходимого для инжектирования наночастиц алюминия, составляет не более 1% от общего расхода воздуха. Наночастицы алюминия, смешиваясь с продуктами сгорания, поступающими из основной камеры сгорания 5 через расширяющийся участок 6 газового тракта ГПВРД, образуют в дополнительной камере сгорания 7 вторичную горючую смесь. Газовый тракт ГПВРД профилируется таким образом, чтобы температура и давление в камере сгорания 7 обеспечивали протекание реакции окисления наночастиц алюминия. В проектируемом двигателе эти параметры составляют: T=1300 K и P=0,1 атм.

Пары воды при заданных условиях (см. выше), вступая в реакцию окисления с наночастицами алюминия в дополнительной камере сгорания 7, генерируют вторичные продукты горения: молекулярный водород и оксид алюминия. Вторичные продукты сгорания содержат также азот и его оксиды, поступающие через расщепляющееся сопло 6 вместе с первичными продуктами сгорания. Температура вторичных продуктов сгорания при стехиометрическом окислении алюминия в зоне горения достигает 3100 K. Поток вторичных продуктов сгорания 9, истекая из сверхзвукового сопла 10, создает дополнительную тягу при расширении, а температура продуктов сгорания падает в сопле до 600-800 K.

Расчеты показывают, что при такой организации горения в дополнительной камере 7 достигается достаточно высокая работоспособность (Ae) вторичных продуктов сгорания при P=0,1 атм.

Продукты сгорания реагентов Al с H2O на выходе из камеры 7 представляют собой смесь H2 и частиц Al2O3 в жидкой фазе в присутствии азота, т.к. получены при условии горения стехиометрической смеси алюминия и паров воды (Al/H2O/N2=2/3/5,64). Работоспособность продуктов сгорания Ae определяется выражением R·ΔTe/µ, где R - газовая постоянная, ΔTe=Ta-Tc=3100 K-800 K(600 K)=2300 K÷2500 K, где Ta - температура адиабатического горения, а Tc - температура продуктов сгорания в выходном сечении сопла 10, µ=27 г/моль - молекулярная масса вторичных продуктов сгорания. При указанных условиях Ae=710-770 кДж/кг.

Сравним их работоспособность с работоспособностью первичных продуктов сгорания.

Продукты стехиометрического горения H2 в воздухе при P=0,1 атм представляют собой смесь воды и азота H2O/N2=2/3,76. Работоспособность первичных продуктов сгорания равна Ae′=475 кДж/кг, т.к. , где - температура адиабатического горения, а T c ' - температура продуктов сгорания перед дополнительной камерой сгорания 7, µ′=24,5 г/моль - молекулярная масса первичных продуктов сгорания.

Как видим, суммарная работоспособность, а, значит, и удельная тяга будут возрастать примерно в 2,5 раза при впрыске наночастиц алюминия.

В изобретении задача решается использованием в качестве форсажного горючего неоксидированных частиц алюминия нанометрового размера с радиусом, не превышающим 25 нм.

Реакция окисления стехиометрической смеси алюминия с водой 2Al+3H2O=>Al2O3+3H2 идет с выделением значительного количества тепла Q=481кДж/моль и при этом образуется большое количество водорода. Выделяемое в результате сгорания наночастиц Al в смеси H2O тепло конвертируется в дополнительную тягу. В результате контакта неоксидированного алюминия с парами воды, частицы покрываются оксидной пленкой, образующейся очень быстро и препятствующей дальнейшему окислению (температура кипения оксидной пленки 2380 K). При определенных размерах неоксидированных частиц Al (радиус менее 25 нм) реакция окисления поверхности частиц происходит с таким большим тепловыделением, что частица не успевает отдавать тепло во внешнее пространство и алюминий внутри частицы вскипает и, расширяясь, разрушает оксидный слой. При этом алюминий атомизируется и вступает в реакции с H2O в газовой или жидкой фазе. В этом случае, в отличие от горения частиц микрометрового размера, алюминий практически полностью сгорает в парах воды, которые являются первичными продуктами горения водорода в воздухе.

При горении наночастиц Al жидкие частицы Al2O3 в продуктах сгорания образуются через механизм гомогенной нуклеации и, как показали расчеты, за время пребывания смеси в дополнительной камере 7 при давлении P=0,1-0,5 атм и температуре T=3100 K их размер не успевает значительно возрасти (см. фиг. 2, где показана зависимость среднего радиуса жидких частиц Al2O3 в продуктах сгорания от относительного времени t*к.с.инд., где τк.с. - время пребывания газа в камере сгорания, τинд. - время задержки воспламенения или время индукции). Время задержки воспламенения атомизированного газообразного алюминия в этих условиях составляет ~60 мкс, а скорость потока достигает ~3 км/с, поэтому дистанция воспламенения ~0,2 м. Таким образом, можно считать, что длина дополнительной камеры сгорания не превышает 0,5 м (значительно меньше 2 м) и не существенно удлиняет тракт ГПВРД, а основная масса жидких частиц Al2O3 будет иметь размер менее 40-50 нм (на дистанции менее 2 м). Такие частицы обладают малыми временами тепловой и динамической релаксации (~10-7-10-6 с) и не приводят к заметным потерям в удельном импульсе, обусловленных различными скоростями и температурами газофазного и жидкофазного континуумов (потери на двухфазность).

При горении же частиц Al микрометрового размера реализуется не кинетический, а диффузионный (существенно более медленный) режим горения и частицы в этом случае выгорают не полностью (остаются мельчайшие частички с размером 10-15 нм). В этом случае образование жидкой фазы Al2O3 в продуктах сгорания происходит за счет гетерогенной конденсации и образующиеся частицы достигают микронных размеров (10-50 мкм). Такие частицы обладают очень большими временами тепловой и динамической релаксации, что приводит к большим потерям на двухфазность, т.е. к невозможности преобразования всей выделившейся в процессе горения энергии в удельный импульс.

В ГПВРД предлагается хранить на борту ЛА и подавать по топливным магистралям неоксидированные наночастицы Al с радиусом менее 25 нм с покрытием из карбида алюминия (AlC3) толщиной 2-5 нм. Такое покрытие (антиоксидантный протектор) из карбида алюминия препятствует оксидированию частиц алюминия при хранении и в то же время само сгорает с выделением значительного количества тепла в дополнительной камере сгорания 7. Покрытие может быть нанесено на частицы алюминия методом плазменного напыления.

1. Способ организации горения в гиперзвуковом воздушно-реактивном двигателе, заключающийся в том, что подают воздух и первичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование первичной горючей смеси, подают окислитель и вторичное горючее в камеру сгорания и обеспечивают образование вторичной горючей смеси, отличающийся тем, что камеру сгорания формируют в виде последовательно расположенных и газодинамически связанных между собой основной и дополнительной камер сгорания, обеспечивают горение первичной горючей смеси в основной камере сгорания, а вторичной горючей смеси - в дополнительной камере сгорания, при этом в качестве первичного горючего используют водород, в качестве вторичного горючего - неоксидированные наночастицы алюминия, и используют продукты сгорания, образующиеся в основной камере сгорания в качестве окислителя для наночастиц алюминия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что радиус наночастиц алюминия составляет не более 25 нм.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что защиту наночастиц алюминия от окисления обеспечивают путем нанесения антиоксидантного покрытия, причем антиоксидантное покрытие используют в качестве дополнительного вторичного горючего.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что антиоксидантное покрытие выполнено из карбида алюминия.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что толщина антиоксидантного покрытия составляет 2-5 нм.



 

Похожие патенты:

Способ организации детонационного режима горения в камере сгорания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя включает сжатие воздуха в системе внешних и внутренних скачков уплотнения, возникающих на фиксированных и регулируемых элементах фюзеляжа и силовой установки, подачу топлива за внешней системой скачков перед камерой сгорания, формирование на ее входе детонационной волны.

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник, топливную форсунку, расположенную в носовой части перед воздухозаборником по его оси и соединенную с ним пилонами, камеру сгорания, воспламенитель и сопло.

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник с центральным телом, камеру сгорания, топливную форсунку, соединенную пилонами с воздухозаборником, и систему управления.

Изобретение относится к способам защиты ценных изделий от подделки материальных культурных ценностей, ювелирных изделий, банкнот, кредитных и ценных бумаг, а также для последующего определения их подлинности.

Изобретение относится к области конструкционных материалов, работающих в условиях высокого теплового нагружения и окислительной среды, и может быть использовано в химико-металлургической промышленности для создания изделий и элементов конструкций, подвергающихся воздействию агрессивных сред.

Изобретения могут быть использованы при изготовлении композитов или катализаторов. В средстве 3 получают рабочую смесь 2 с температурой 400-1400°C, включающую наночастицы, содержащие вещество катализатора, несущий газ и газообразные углеводороды.

Изобретение относится к технологии получения порошкового материала, содержащего наночастицы полупроводникового соединения, и может быть использовано в оптоэлектронике и медицине.

Изобретение может быть использовано для получения материалов и элементов наноэлектроники, нанофотоники, газовых сенсоров и лазерных систем с ультракороткими импульсами излучения.

Изобретение относится к области нанотехнологий и наноматериалов. Наноразмерный порошок кремния получают травлением монокристаллического кремния в ячейке электрохимического травления с контрэлектродом U-образной формы из нержавеющей стали с последующим механическим отделением пористого слоя от подложки, его измельчением в изопропиловом спирте в ультразвуковой ванне и сушкой в естественных условиях, при этом в качестве электролита используют раствор диметилформамида с добавлением плавиковой кислоты и 20% по объему перекиси водорода (30%).

Изобретение относится к химической технологии. Способ включает упаривание смеси водных растворов цинк- и железосодержащих солей карбоновой кислоты, взятых в стехиометрическом соотношении.

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе тетрагонального диоксида циркония. Разработанные материалы могут быть использованы для получения износостойких изделий, режущего инструмента, керамических подшипников, медицинских нерезорбируемых имплантатов.

Изобретение относится к области органической химии и высокомолекулярных композитных материалов на основе органических соединений, обладающих высокой температурой разложения, и может быть использовано в качестве покрытий, устойчивых к температурным воздействиям.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении внутрикостных имплантатов.

Изобретение может быть использовано при изготовлении аналоговых и/или цифровых электронных схем. Наноструктурное устройство (105) с множеством наноструктур (101) получают путём осаждения нижнего слоя (103), содержащего кристаллографическую структуру зерен с первым средним размером, на подложке (102), последующего осаждения слоя (104) катализатора, содержащего кристаллографическую структуру зерен со вторым средним размером, который больше первого. Полученный пакет слоёв нагревают до температуры, достаточной для роста наноструктур и взаимной диффузии между нижним слоем (103) и слоем (104) катализатора. Затем подают газ, содержащий реагент, для контакта со слоем (104) катализатора. Нижний слой (103) осаждают распылением или испарением. Наноструктуры (101) содержат основание, прилегающее к слою (104) катализатора, кончик, содержащий материал из слоя (104) катализатора, и тело между ними, содержащее углерод. Материал нижнего слоя (103) имеет более высокую точку плавления, чем материал слоя (104) катализатора. Упрощается процесс изготовления наноструктур за счёт уменьшения количества стадий и создания благоприятных условий для роста, кристаллизации и перекристаллизации. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении изделий из композиционных материалов, предназначенных для работы в условиях воздействия внутреннего давления среды с высоким окислительным потенциалом. Композиционный материал содержит каркас из термостойких углеродных и/или карбидокремниевых волокон, углерод-карбидокремниевую матрицу и придающий ему герметичность свободный кремний. Содержание карбида кремния в углерод-карбидокремниевой матрице и имеющихся в ней наноразмерных частиц углерода и/или карбида кремния изменяется по толщине материала изделия. Наибольшее содержание приходится на защитные слои, а наименьшее - на несущие слои материала изделия. Размер вкраплений свободного кремния в карбиде кремния в объеме и в поверхностных слоях не превышает соответственно 8-10 мкм и 2-3 мкм. Сначала изготавливают пористую заготовку из углеродсодержащего материала на основе термостойких углеродных и/или карбидокремниевых волокон с коэффициентами линейного термического расширения (клтр), близкими к клтр компонентов углерод-карбидокремниевой матрицы, имеющую открытую пористость, уменьшающуюся от защитных слоев к несущим слоям от 20-60 до 6-12%. Затем открытые поры заполняют нанодисперсным углеродом или его смесью с мелкодисперсным углеродом с размером частиц не более 5 мкм. Полученную заготовку силицируют паро-жидкофазным методом путем нагрева, выдержки при температуре завершения карбидизации кремния и охлаждения в его парах. Первоначальный массоперенос кремния в поры производят путем капиллярной конденсации его паров в интервале температур на заготовке 1300-1600ºС, давлении в реакторе не более 27 мм рт. ст. и при температуре паров кремния, превышающей температуру заготовки на 100-10°С. Технический результат: повышение эксплуатационных характеристик изготавливаемых изделий в условиях высокотемпературного воздействия окислительной среды и наличии перепада давления со стороны их внутренней и наружной поверхности. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области спектрального анализа и касается способа и устройства атомно-эмиссионного анализа нанообъектов. Способ включает в себя испарение нанообъектов лазерным пучком и анализ нанообъектов по их свечению. Нанообъекты помещают на поверхность прозрачной подложки. На поверхность с нанообъектами изнутри подложки направляют под регулируемым углом, большим угла полного внутреннего отражения, импульс лазерного излучения с энергией, достаточной для хотя бы частичного испарения нанообъектов. Излучение пара подвергают спектральному анализу. Устройство содержит подложку с нанообъектами на поверхности и излучатель. Излучатель обеспечивает интенсивность излучения, достаточную для испарения нанообъектов, причем по обе стороны подложки или с одной ее стороны в потоке свечения нанообъектов установлен спектроанализатор, содержащий коллиматор, который входной апертурой обращен к нанообъектам. Подложка выполнена из материалов, прозрачных для излучения излучателя и которые могут быть прозрачными для собственного излучения нанообъектов. Технический результат заключается в упрощении способа измерений. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении высокого туннельного магнитосопротивления, равного или большего 150%. Способ для изготовления магнитного туннельного перехода, записываемого спин-поляризованным током, и содержащего туннельный барьерный слой между первым ферромагнитным слоем, имеющим первую намагниченность с фиксированной ориентацией, и вторым ферромагнитным слоем, имеющим вторую свободно ориентируемую намагниченность, и поляризующий слой, имеющий поляризующую намагниченность; содержащий: осаждение первого и второго ферромагнитных слоев и туннельного барьерного слоя; отжиг осажденных ферромагнитных слоев при первой температуре отжига 300°C или выше так, чтобы туннельное магнитосопротивление магнитного туннельного перехода было равно или больше чем 150%; осаждение слоя поляризатора; и отжиг осажденного слоя поляризатора при второй температуре отжига, находящейся в интервале между 150°C и 250°C так, чтобы ориентировать поляризующую намагниченность перпендикулярно первой и второй намагниченности, причем упомянутый отжиг осажденных ферромагнитных слоев при первой температуре отжига выполняется до осаждения слоя поляризатора. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в снижении величины спин-поляризованного записывающего тока при магнитосопротивлении 100% или больше. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства содержит магнитный туннельный переход, содержащий верхний электрод; первый ферромагнитный слой, имеющий первое направление намагниченности; второй ферромагнитный слой, имеющий второе направление намагниченности, которое может регулироваться относительно первого направления намагниченности; туннельный барьерный слой между первым и вторым ферромагнитными слоями; и внешний слой, причем второй ферромагнитный слой находится между внешним слоем и туннельным барьерным слоем; причем магнитный туннельный переход дополнительно содержит магнитный или металлический слой, на который осажден второй ферромагнитный слой; и причем второй ферромагнитный слой имеет толщину между 0,5 нм и 2 нм, и выполнен с возможностью обеспечения магнитного туннельного перехода с магнитосопротивлением, которое больше чем 100%, посредством того, что он был подвергнут отжигу при температуре, составляющей от 280°C до 360°C, в течение периода времени отжига, составляющего от 30 мин до 2 ч 30 мин, в приложенном магнитном поле, составляющем от 0,5 Тесла до 2 Тесла. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении добавок в смолы, керамику, металлы, смазочные материалы. Сначала смешивают наночастицы катализатора с потоком несущего газа, затем подают нагретый углеводород. Полученную рабочую смесь вводят в реакционную камеру, где углеводород разлагается в присутствии катализатора с образованием углеродного материала, содержащего пучки одностенных и/или двустенных углеродных нанотрубок, хаотично сцепленых между собой поверхностями и образующих агрегаты в форме отдельных лоскутов площадью преимущественно не более 1 м2 и толщиной 1-1000 мкм. Каждый лоскут содержит не менее 30 мас.% углеродных нанотрубок. Плотность лоскута 0,080-0,150 г/см3. Полученная структура способна к диспергации нанотрубок в различных средах. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.

Изобретение относится к химической промышленности, микроэлектронике и нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении прозрачных проводящих покрытий, светопоглощающих и светопреобразующих слоёв для оптических и фотовольтаических устройств, самоочищающихся поверхностей, биометрических материалов, мембран, катализаторов. Сетчатую микро- и наноструктуру получают путём формирования на подложке слоя вещества, образующего трещины в процессе химической и/или физической реакции, и использования полученного слоя в качестве шаблона для задания геометрии микро- и наноструктуры. Полученная сетчатая микро- и наноструктура содержит проводящий или диэлектрический слой, выполненный в виде единой ажурной структуры, соответствующей геометрии трещин. Изобретение позволяет не использовать сложные методы литографии, повысить механическую надёжность структуры и её электропроводность. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх