Plasma-chemical method of the nano-carbonic structures formation is under consideration. This method is based on the
carbonic powder sublimation in the plasma flow in the high frequency plasmatron (HF-plasmatron). Kinetics of carbon
vapor formation in inert gas plasma flow is described. Governing equation system for the particle sublimation in the high
temperature gas is analyzed. Main non-dimensional parameters and their alteration range are revealed for the problem
considered. Solution of this problem is carried out using Direct Statistical Simulation Monte-Carlo method. Numerical
solution was made for the different plasma gases over wide range of plasma gas condition (pressure, velocity and temperature).
Results can be generalized in the case of the fine-dyspersated particles evaporation with arbitrary structure in
plasma flow. These results can be used for the optimization of industrial processes of formation of carbonic (or other)
nanostructures.
Рассмотрен плазмохимический способ получения углеродных наноструктур, основанный на сублимации углеродного порошка в плазменном потоке, генерируемом в высокочастотном индукционном плазмотроне (ВЧ-
плазмотроне). Дано описание кинетики процесса образования пара углерода в потоке плазмы инертных газов.
Проведен анализ исходной системы уравнений, описывающей процесс сублимации частиц в потоке высокотемпературного газа, выявлены основные безразмерные комплексы, характеризующие поставленную задачу, и возможные диапазоны их изменения. Решение поставленной задачи проводится с использованием метода прямого
статистического моделирования Монте-Карло. Численное решение задачи проведено для различных плазмообразующих газов и широкого диапазона условий (давления, скорости и температуры) в плазменном потоке. Результаты расчетов легко обобщаются на случай испарения в потоке плазмы мелкодисперсных частиц произвольного
состава и могут быть использованы с целью оптимизации процессов промышленного получения углеродных (а,
возможно, и других) наноструктур и нанесения покрытий различного назначения в электродуговых или ВЧ-
плазмотронах большой мощности.
