Проводя исследования по моделированию шаровой молнии мы много раз смогли убедиться, что относительно устойчивые плазмоподобные объекты содержат нитевидную основу. Причем именно ее наличие приводило к появлению крупных структурных остатков после релаксации объектов.

Так было 10 лет назад при изучении т.н. "скачущих шариков". Полет шариков горящего олова, созданных с помощью капиллярного разряда, сопровождался формированием шарового пламени, создававшего дымовой след, который в атмосфере принимал диффузный вид не сразу, а с некоторой задержкой. Это могло быть объяснено существованием в течение ограниченного времени в дыме какой-то жесткой основы, однако устойчивых структурных остатков получить не удавалось. После значительного увеличения тока разряда, дымовой след стал принимать форму шнура, который спустя несколько секунд рвался на быстро сжимавшиеся куски, дававшие устойчивый структурный остаток (рис.1). Он состоял из цепочек светлых и темных шариков диаметром около 1 микрона, а вдоль оси располагалась длинная нить только из темных шариков.

Горение полиэтилена в атмосфере сначала не сопровождается образованием крупных дымовых частиц: на закопченом его пламенем предметном стекле светового микроскопа ничего увидеть не удается. Основательно разогретый в процессе горения полиэтилен, начинает дымить, и с помощью микроскопа можно обнаружить разрозненные агрегаты, размер которых обычно менее 100 микрон (рис.1).

Если же внести горящий полиэтилен в электрический разряд между двумя проволочными электродами, например, при напряжении 5kV с резистором 50 kOhm при токе около 50 mA, то процесс горения совершенно преображается. За несколько секунд окружающий объем заполняется черными хлопьями размером до 10-20см. При использовании разряда под поверхностью расплавленного парафина (рис.2) размеры агрегатов значительно скромнее и более сопоставимы с диаметром нитей.

 На нижнюю поверхность предметного стекла, расположенного над разрядом, ложатся релаксирующие и сжимающиеся структуры. Поэтому плотность образцов зависит от высоты расположения стекла над разрядом (Рис. 3, 4, 5). На рисунках виден светлый дымчатый налет окиси алюминия — материала электродов.

Характерной особенностью структур является относительно плотное тело, состоящее из тонких "облепленных" нитей (рис.7), и выброшенных наружу ответвлений (рис.6).

Структура, уловленная предметным стеклом до завершения релаксации, содержит более "чистые" нити. Они могут (рис.8) образовывать сетку, кольца или располагаться изолировано (рис.9).

Помимо агрегатов среди продуктов разряда можно найти и металлсодержащие волокна. Из кончиков ленточных волокон могут торчать обрывки "проволоки", цилиндрические волокна могут быть похожими на бамбук (рис.10). В случае стальных электродов нити проявляют магнитные свойства.

Для получения структурных остатков на стадии развития нитевидных структур необходимо ограничить действие прожога. Этого можно добиться повышением напряжения разряда при неизменном токе: U = 25kV, R = 250kOhm; верхний кончик отрицательного электрода размещается под поверхностью парафина, а положительный электрод — в стороне и выше поверхности. Во время разряда над катодом возникают струи прожигаемого током и горящего парафина. Теперь остатки содержат много парафина, а углеродистые нити только формируются. На рис.11 можно видеть расплющенную каплю, имеющую обугленное включение. На рис.12, 13, 14 представлен остаток, в котором прожог и структуринг зашли дальше: тонкая структура отсутствует там, где относительно много парафина. По снимкам в поляризованноя свете видно, что металлсодержащий полимер почти отсутствует в доступном для данного метода диапазоне толщин нитей.

Некоторые эффекты в плазме капиллярного разряда

ПОЛЕЗНАЯ ССЫЛКА — КАМЕННАЯ ВАТА.