Вакуумна плазмова технологія високих енергій
В
Зміст
Введення
1. Вакуумна плазмова технологія високих енергій
2. Time and spatially resolved studies of an kHz-excited atmospheric pressure plasma jet for industrial applications
2.1 Основні положення
2.2 Загальні спостереження
2.2 .1 Динамічний реактивний потік
2.2.2 Процеси поширення в реактивній зоні
2.3 ICCD спостереження
2.4 Електричні дослідження
2.5 Реактивний потік в атмосфері гелію
2.6 APPJ для зміщення
Висновок
Список використаних джерел
В
Введення
В даний час вакуумна плазмова технологія високих енергій (ВПТВЕ) модифікування поверхні виробів і отримання спеціальних покриттів з високоіонізоване потоків "металевої" плазми в атмосфері реакційних газів знайшла досить широке застосування у всіх економічно розвинених країнах світу завдяки піонерським роботам учених СРСР, виконаних у середині 70-х років у галузі створення електродугових генераторів і прискорювачів таких потоків [1].
Робота цих пристроїв заснована на використанні так званої "вакуумної" дуги катодного форми, палаючої в продуктах ерозії інтегрально холодного катода і формуючої плазмові потоки, що складаються з атомів, іонів і мікрокрапель матеріалу катода [2]. При цьому принципово новим було те, що в компактному низьковольтному вакуумному пристрої вдалося отримати інтенсивні плазмові потоки металу з витратою маси dm/dt =/iJ ((/ г = 0,4 ... 1,5) -10 "7 кг/К - коефіцієнт електроерозіі катода, J-ток дуги), що містять (30 ... 80)% іонів різної кратності іонізації з середньою кінетичної енергією (30 ... 150) еВ. Тому технічні характеристики перших же зразків електродугових прискорювачів, які отримали назву "Пуск" за першими літерами словосполучення "плазмовий прискорювач" (Розробник МВТУ ім. Баумана), і електродугових генераторів, які отримали назву "Булат" (розробник Харківський фізико-технічний інститут), були принципово не досяжні на розроблюваних в той період на заході пристроях, що працюють на газових розрядах.
Розробка плазмових генераторів і плазмових прискорювачів для технології обробки поверхні виробів машинобудування базувалося на використанні результатів, отриманих при створенні електрореактивних прискорювачів двигунів космічних апаратів, електродугових апаратів розділення ізотопів і одержання особливо чистих матеріалів для атомної промисловості, електродугових гетерних вакуумних насосів і вакуумних електродугових перемикачів електричних струмів великої величини [1-3].
Досягнуті до кінця 70-х років технічні показники обладнання для вакуумного плазмової технології високих енергій, а також висока адгезійна міцність покриттів і відкритий ефект отримання покриття з нітриду титану при температурах істотно більш низьких (300 ... 400 В° С), ніж температури, що випливають із законів рівноважної хімічної термодинаміки (800 ... 1000 В° С) і визначили інтенсивне розвиток цієї технології.
1. Вакуумна плазмова технологія високих енергій
Відома установка для вакуумного іонно-плазмового нанесення покриттів, зібрана на базі вакуумного поста установки розпилення матеріалів (УРМ 3.279.029) з електродуговим принципом генерації плазми металів у вакуумній дузі катодного форми і холловского прискоренням плазмових потоків (так званий холловський торцевої прискорювач металевої плазми) була модернізована. І на підставі цієї модернізації був створений торцевої холловський прискорювач з назвою "Пуск-Куаі" (малюнок 1.1) У порівнянні з відомими схемами торцевого холловского прискорювача змінено геометричне взаимоположение торцевої поверхні катода, соленоїда і анода прискорювача. Профіль внутрішньої поверхні вихідного перетину анода (сопла) максимально наближений до профілю еквіпотенційної поверхні силових ліній магнітного поля в цьому місці при величиною індукції магнітного поля (3,0 ... 4,5) мТл на осі соленоїда близько катода. Змінено геометричні параметри катода і умови його охолодження в Відповідно до розрахунків з мінімізації мікрокраплинної фази. Введено додатковий анод, що створює ефект електростатичного лінзи для іонного потоку, що дозволило реалізувати три різних режими роботи прискорювача. З метою зниження температури нітрідообразованія і підвищення стабільності горіння вакуумної дуги на малих токах подача реакційного газу здійснена через зону генерації та прискорення металевої плазми. Вихідна перетин прискорювача укомплектовано жалюзями і кільцевої заслінкою для уловлювання мікрокраплинної фази. Для підвищення ефективності та швидкості іонного травлення регульоване напруга зміщення доведено до 2,5 кВ і істотно поліпшена система захисту високовольтного випрямляча від виникнення або розвитку мікродугового прив'язок на деталі. Створений прискорювач забезпечує зменшення мі...
