MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017165123
■00520250211153126
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798346855798
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31765348
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a629.1
■1001  ▼aSabiston,  Graeme.
■24510▼aPlasma-Infusion  for  Advanced  Materials  in  Space  Propulsion  and  Fusion  Energy
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  California,  Los  Angeles▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a203  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-06,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Wirz,  Richard  E.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Los  Angeles,  2024.
■520    ▼aGeneration  and  confinement  of  high-energy  plasmas  require  materials  that  reduce  wall-borne  plasma  contamination  and  provide  desirable  device  lifetimes.  A  new  category  of  materials,  referred  to  as  volumetrically  complex  materials  (VCMs),  have  showcased  robustness  in  extreme  plasma  environments  [1,  2].  However,  further  investigation  is  needed  to  elucidate  the  physical  principles  that  govern  this  behavior  and  to  begin  the  process  of  designing  and  optimizing  VCMs  for  varying  plasma  settings.  Advancing  the  understanding  of  the  plasma-material  interactions  (PMI)  relevant  to  VCMs  necessitates  a  comprehensive  analysis  of  interconnected,  spatially  and  temporally  evolving  mechanisms,  including  plasma-infusion,  sputterant  transport,  and  charged  species  behavior. High  energy  density  applications  such  as  fusion  and  advanced  space  propulsion  technologies  exhibit  high  plasma  densities  near  the  wall  that  lead  to  life  and  performance  challenges.  For  VCM  surfaces,  these  conditions  lead  to  fully  infused  plasma  conditions  that  can  be  exploited  to  improve  material  life  and  system  performance.  This  research  uses  a  combined  experimental,  computational,  and  theoretical  approach  to  understand  the  underlying  plasma-infusion  physics  and  plasma  material  interactions  for  material  design  and  optimization.A  reduced-order  simulation  framework  of  sputtering  based  upon  binary-collision  approximation  (BCA)  data  uniquely  predicts  sputter  yields  and  analyzes  material  transport  within  plasma-facing  VCMs  [3].  This  approach,  grounded  in  the  validated  BCA  code  TRI3DYN,  addresses  key  limitations  in  existing  models  by  accurately  capturing  ion-solid  interaction  physics  not  accounted  for  in  existing  analytical  methods.This  simulation  framework  is  then  extended  to  analyze  sputtering  mitigation  in  EP  vacuum  chambers,  demonstrating  how  volumetrically  complex  materials  reduce  sputterant  deposition  and  optimize  chamber  design  for  reliable  in-space  propulsion  [4].Advanced  methods  such  as  additive  manufacturing  are  an  attractive  approach  to  creating  optimal  VCMs,  however,  additional  considerations  must  be  taken  into  account  in  the  design  phase  in  order  to  accommodate  this  process.  Steel  cage  VCMs  were  created  via  laser  powder  bed  fusion  additive  manufacturing,  and  underwent  sputtering  erosion  [5].  Artifacts  such  as  track-width  overrun,  spalling,  and  voids  were  noted. While  Li  and  Wirz  [1]  demonstrated  reduced  sputter  yield  in  VCMs,  the  transport  of  sputtered  material  within  them  remains  largely  unexplored;  this  is  especially  true  for  VCMs  in  non-plasma-facing  infusion  regimes.  Recent  sputtering  experiments  on  stochastic  aluminum  foam  VCMs,  analyzed  through  X-ray  tomography  and  SEM  [6],  provide  insight  into  sputter  deposition  in  forward  and  back-scattered  directions,  as  well  as  the  degradation  of  VCM  structures  and  surface  features  in  transitional,  and  plasma-infused  regimes.Using  the  results  from  the  abovementioned  investigations,  a  canonical  plasma-infusion  experiment  was  developed  to  directly  interrogate  the  subsurface  plasma  material  interactions.  Ultimately,  the  resulting  analysis  of  the  intra-VCM  plasma  transport  led  to  the  discovery  that  the  negative  density  gradient  into  the  material  resulted  in  the  full  range  of  plasma-infusion  conditions  from  fully-infused  to  transitional  to  plasma-facing.
■590    ▼aSchool  code:  0031.
■650  4▼aAerospace  engineering
■650  4▼aPlasma  physics
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aComputational  physics
■653    ▼aFusion  energy
■653    ▼aInfusion
■653    ▼aSpace  propulsion
■653    ▼aSputtering
■653    ▼aPlasma  environments
■690    ▼a0538
■690    ▼a0759
■690    ▼a0794
■690    ▼a0216
■71020▼aUniversity  of  California,  Los  Angeles▼bAerospace  Engineering  0279.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-06B.
■790    ▼a0031
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17165123▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서