Досліджено іонізаційну рівновагу у термічній плазмі, що містить частинки конденсованої дисперсної фази. Одержано вирази для розподілу електронів та іонів у плазмі з порушенням концентраційної рівноваги. Показано, що наявність у газовій фазі плазми об'ємного заряду призводить до зміни ступеня її іонізації. Запропоновано враховувати ці зміни, використовуючи введення параметра нерівноважності, значення якого залежить від збурення, що його вносять частинки конденсованої фази. Визначено залежність параметра нерівноважності від потенціалу плазми.

Досліджено залежність ступеня іонізації термічної запорошеної плазми від властивостей твердого тіла, що контактує з нею. Розглянуто як безпосередній обмін електронами, так і обмін, що відбувається внаслідок іонізації атомів і рекомбінації іонів на поверхні твердого тіла. Виведено параметр, що описує стан іонізаційної рівноваги в плазмі, для випадків контакту плазми з металічною та з напівпровідниковою поверхнею за наявності та за відсутності поверхневих станів на межі поділу фаз. Розглянуто можливість застосування одержаних результатів для інтерпретації вольт-амперних характеристик у зондових вимірюваннях.

Досліджено електростатичний вплив ізольованих електродів один на одного у термічній плазмі. Показано, що вимірюване значення плаваючого потенціалу залежить від потенціалу плазми. Запропоновано використовувати просторовий розподіл потенціалу плазми для опису взаємодії порошинок. Оскільки захоплювальна сила іонів, яка описується градієнтом потенціалу плазми, та сила електростатичної взаємодії є напрямленими в різні боки, то можливе встановлення рівноваги у просторовому розподілі частинок.

Експериментально досліджено просторовий розподіл плаваючого потенціалу ізольованого зонда між електродами в плазмі продуктів згоряння за умов протікання струму. Виявлено, що для малих струмів розподіл плазмового потенціалу є лінійною функцією координати. Зі збільшенням струму лінійність порушується. Теоретично проаналізовано протікання струму в термічній плазмі. Визначено умови порушення закону Ома. Показано, що рівновага зберігається, якщо носіїв заряду, які утворюються внаслідок ударної іонізації в плазмі та за рахунок обмінних процесів на межі поділу фаз, є у достатній кількості, щоб забезпечити необхідну величину струму. У супротивному випадку відбувається додаткова іонізація атомів плазми та рівноважні функції не застосовні.

Досліджено протікання малих мікрострумів у термічній комплексній плазмі, які існують за умови взаємодії частинок або у зондовій діагностиці. Продемонстровано зміну ступеня іонізації плазми та утворення нерівноважних носіїв заряду под дією мікроструму. Встановлено функціональний зв'язок між падінням напруги на шарі плазми та на контакті плазма - частинка або плазма - зонд.

Досліджено шар просторового заряду на межі поділу термічна плазма - метал. Показано, що наявність об'ємного заряду призводить до утворення нерівноважних носіїв заряду (ННЗ). Наявність останнього мало відбивається на величині потенціалу порошинки, якщо ця порошинка заряджена позитивно. Але для негативно заряджених частинок урахування ННЗ дає триразове зменшення потенціального бар'єра на межі поділу фаз.

Вивчено термодинамічну рівновагу в термічній запорошеній плазмі, яка містить іонізований газ і тверді частинки (пилинки), що взаємодіють між собою. Тенденція пилинок у запорошеній плазмі до агломерації відповідає тенденції запорошеної плазми до збалансованих станів. У випадку агломерації електричні збурення, породжені кожною пилинкою, зосереджуються всередині агломерату, тому збурення в плазмі зумовлені лише зовнішньою поверхнею агломерату. Більшість можливих станів електронів та іонів у плазмі залежить від об'єму, зайнятого пилинками: чим менше збурень, тим більше в плазмі станів, доступних для іонів та електронів. Якщо пилинки зближуються до відстані менше восьми дебаєвських радіусів екранування, сумарний об'єм збурень і вільна енергія плазми мінімізуються.

Досліджено межі застосування параметра неідеальності (ПНІ) та його вираз для опису фазових переходів в упорядкованих структурах заряджених конденсованих частинок в плазмі з конденсованою дисперсною фазою. Показано доцільність використання виразу для ПНІ з застосуванням значення потенціалу на межі комірки Вігнера - Зейтца, одержаного з розв'язку електростатичної задачі, що відповідає виду та складу плазми. Одержано вираз ПНІ для полідисперсної конденсованої фази з електростатичною енергією міжфазної взаємодії у вигляді добутку узагальненого потенціалу плазми й об'ємного заряду газової фази плазми в дебаєвській сфері.

Шляхом чисельного моделювання еволюції плазми досліджено формування частинок у плазмі зварювального аерозолю, що утворюється при зварюванні металів у захисному газі. Модель еволюції плазми зварювального аерозолю включає такі процеси: емісію пари із зони дуги та її змішування з захисним газом, утворення та зростання зародків за рахунок конденсації пари і коалесценції, отвердіння рідких крапель з утворенням первинних частинок, коагуляцію первинних частинок з утворенням інгаляційних частинок зварювального аерозолю у зоні дихання зварників. Результати чисельного моделювання порівнюються з експериментальними даними щодо питомої поверхні, хімічного складу та залежності розміру інгаляційних частинок від температури захисного газу.

Шляхом чисельного моделювання еволюції плазми досліджено формування частинок у плазмі зварювального аерозолю, що утворюється при зварюванні металів у захисному газі. Модель еволюції плазми зварювального аерозолю включає такі процеси: емісію пари із зони дуги та її змішування з захисним газом, утворення та зростання зародків за рахунок конденсації пари і коалесценції, отвердіння рідких крапель з утворенням первинних частинок, коагуляцію первинних частинок з утворенням інгаляційних частинок зварювального аерозолю у зоні дихання зварників. Результати чисельного моделювання порівнюються з експериментальними даними щодо питомої поверхні, хімічного складу та залежності розміру інгаляційних частинок від температури захисного газу.