Плазмове азотування, також відоме як іонне азотування або азотування плазмою жевріючого розряду, є методом поверхневого зміцнення. Гази типу аргону, водню і т. ін. можуть використовуватися як каталізатор (поряд з азотом), що допомогає утворенню прошарку нітриду. Товщина, таким чином сформованого прошарку нітриду, може бути приблизно 0,01 - 0,1 мкм. Оскільки товщина прошарку нітриду збільшується, поверхню матеріалу можна зробити твердішою. Твердість поверхні матеріалу можна виміряти різноманітними методами. У цій роботі виміряно твердість з використанням дюрометра.

Наведено точний вираз для інтеграла непружних зіткнень іонізації в кінетичному рівнянні для електронів, що використовує напівемпіричний вираз для диференціального перерізу іонізації атомів газу електронним ударом. Запропоновано ефективний алгоритм розв'язку одновимірного кінетичного рівняння для електронів у зоні катодного падіння аномального жевріючого розряду. Наведено результати числових розрахунків еволюції енергетичного розподілу густини струму електронів і просторового розподілу інтенсивності іонізації в зоні катодного падіння потенціалу в гелії. Одержані результати дають уточнену картину утворення пучковоподібних електронних розподілів, а також свідчать про наявність гострої локалізації інтенсивності іонізації поблизу катода в кіловольтних розрядах.

Розглянуто результати експериментального дослідження часу деіонізації в електронних газорозрядних гарматах із порожнистим анодом після проходження імпульсного високовольтного жевріючого розряду в гелії для діапазону тиску 13,3 symbol Ш 1330 Па, прискорюючої напруги 20 кВ, тривалості імпульсу напруги 10 мкс. Час деіонізації знаходився в діапазоні 34000 symbol Ш 340 мкс відповідно до тиску. Для зниження цього часу запропоновано додавати до гелію 5 % водню. Завдяки запропонованому методу був знижений час деіонізації в електронній гарматі майже на один порядок.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.11 + В333.321

Рубрики:

Генератори (джерела) і прискорювачі плазми

Тліючий розряд

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Предложен метод численного моделирования самосогласованной электронно-ионной оптики в источниках электронов на основе высоковольтного тлеющего разряда. Метод основан на использовании трубок токов и позволяет учесть влияние перезарядок и разброса электронов по скоростям на фокальные энергетические параметры формируемого электронного пучка. Приведены результаты моделирования.

Рассмотрено решение внутренней задачи формирования биполярного потока заряженных частиц в высоковольтном тлеющем разряде методом параксиальных и приповерхностных разложений с учетом процессов резонансной перезарядки положительных ионов в режиме подвижности.

Предложена методика моделирования электродных систем (ЭС) высоковольтного тлеющего разряда, основанная на анализе яркости фотографий разряда. Граница анодной плазмы, разграничивающая светлую и темную области разряда, рассматривается как эмиттер ионов и как прозрачный для электронов электрод с заданным потенциалом. Результаты моделирования для реальных ЭС проверены экспериментально.

Розглянуто задачу визначення параметрів стаціонарного жевріючого розряду в загальній постановці. Зв'язана система нелінійних рівнянь включає рівняння балансу з урахуванням дифузійних процесів для електронів та іонів, а також рівняння Пуассона для електричного потенціалу. Задачу розглянуто у сферичній та, для порівняння, в плоскій геометрії. Граничні умови визначалися густиною електричного струму на межах розрядного проміжку; електронна температура вважалася сталою. Нелінійна зв'язана гранична задача розв'язувалась з використанням методу продовження за параметром. Проаналізовано вплив дифузійних процесів та геометрії газового розряду на його властивості.

Запропоновано нелокальну математичну модель процесів у жевріючому розряді, які є суттєвими для його основних структур: катодного шару, негативного світіння та позитивного стовпа. Модель припускає можливість електронного маятникового ефекту у порожнистому катоді в пласкій геометрії. Виведено інтегральне рівняння для джерела іонізації та розраховано його розв'язок. Сформульовано умову самопідтримки розряду. Складено та вирішено у розрахунках задачу про самоузгоджену систему диференціальних рівнянь і граничних умов для електричного поля, густин електронного та іонного струмів. Одержано вольт-амперну характеристику, яка проілюструвала властивості порожнистого катода. Досліджено походження різниці між розрядом у порожнистому катоді та простим жевріючим розрядом.

В межах гідродинамічного наближення створено двовимірну нестаціонарну числову модель горіння жевріючого розряду, яка враховує іонізацію нейтральних атомів електронним ударом, електрон-іонну рекомбінацію та вторинну емісію з катода. Модель дозволяє проводити розрахунки параметрів жевріючого розряду в нестаціонарних режимах.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Визначено просторовий розподіл параметрів центрально-симетричного стаціонарного жевріючого розряду низького тиску. Для реалізації задачі було використано систему нелінійних диференціальних рівнянь, що включає в себе рівняння потоків заряджених частинок з урахуванням дрейфової та дифузійної складових, а також рівняння Пуассона щодо напруженості електричного поля. Запропоновано та програмно реалізовано ітераційний алгоритм розв'язку самоузгодженої системи диференціальних рівнянь, який зводить проблему до розв'язку задач Коші першого порядку, що надає змогу мінімізувати вплив "сіткової дифузії". Визначено просторовий розподіл напруженості електричного поля та концентрації заряджених частинок. Досліджено вплив тиску, значення електронної температури і довжини розрядного проміжку на характеристики розряду та залежність просторових розподілів від дифузійних процесів. Одержані результати узгоджуються з основними положеннями класичної теорії жевріючого розряду.

Проведены расчеты пространственного распределения температуры газа в положительном столбе тлеющего разряда с учетом как объемных, так и поверхностных источников тепла. Проанализировано поведение температуры газа в зависимости от внешних заданных параметров разряда в случае диффузионного режима горения разряда. Установлен экстремальный характер поведения газовой температуры при изменении давления газа. Определены условия применимости проделанных численных расчетов.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.321

Рубрики:

Тліючий розряд

Шифр НБУВ: Ж28079/фіз.-мат. Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто задачу визначення параметрів стаціонарного жевріючого розряду в загальній постановці. Зв'язана система нелінійних рівнянь включає рівняння балансу з урахуванням дифузійних процесів для електронів та іонів, а також рівняння Пуассона для електричного потенціалу. Нелінійну граничну задачу розв'язано за допомогою модифікованого методу продовження за параметром. Досліджено вплив дифузійних процесів та залежність розв'язку від сталих першого коефіцієнта Таунсенда на характеристики розряду. Електронна температура вважається сталою.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.321

Рубрики:

Тліючий розряд

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Уперше для формування та дослідження плазмово-пилових структур (ППС) використано розряд сферичної геометрії. ППС можуть утворюватись довільно чи штучно. Утримування інжектованих пилинок відбувається у стратифікованому розряді високомолекулярних газів, таких як ацетон та етиловий спирт. У випадку плазми повітря генерація пилу відбувалася довільно і стратифікацію розряду не спостережено. Експерименти проведено за тиску газу 30 - 100 Па, розрядного струму 20 - 30 мА. Контроль хімічного складу плазмоутворювального газу відбувався за допомогою методів мас-спектрометрії.

Предложена методика определения геометрии границы анодной плазмы в триодных электродных системах высоковольтного тлеющего разряда, основанная на компьютерном анализе фотографий разрядного промежутка. Проанализированы электронно-оптические свойства разрядного промежутка и оценены фокальные параметры формируемого электронного пучка. Установлена перспективность разработки мощных импульсных источников электронов на основе высоковольтного тлеющего разряда и их внедрения в современные электронно-лучевые технологии.