Поток высокочастотной плазмы пониженного давления в процессах взаимодействия с поверхностью материалов

• Автор: Шарафеев, Рустем Фаридович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные условные обозначения и сокращения
Введение
Глава 1. Струйные ВЧ разряды - ключевой элемент финишной обработки поверхности
1.1. ВЧ струйные разряды пониженного давления и их свойства
1.2. Поверхностные слои конструкционных материалов и методы их модификации
1.3. Теоретические исследования струйного ВЧ разряда в процессах его взаимодействия с поверхностью материалов
1.4. Цели и задачи диссертации
Глава 2. Характеристики струйных ВЧ разрядов пониженного давления в процессах обработки конструкционных материалов
2.1. Методика и аппаратура для экспериментальных исследований характеристик струйных ВЧ разрядов пониженного давления
2.2. Характеристики струйных ВЧ разрядов пониженного давления
2.3. Характеристики потока ВЧ плазмы пониженного давления в области взаимодействия с поверхностью конструкционных материалов
2.4. Обобщение результатов экспериментальных исследований струйных
ВЧ разрядов пониженного давления и выводы
Выводы по второй главе
Глава 3. Математическая модель взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с цилиндрическими образцами малого диаметра
3.1. Математическая модель взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с цилиндрическими телами
3.2. Численное исследование взаимодействия ВЧ плазмы пониженного
давления с конструкционными материалами
Выводы по третьей главе
Г лава 4. Влияние обработки потоком ВЧ плазмы пониженного давления на
эксплуатационные свойства материалов
4.1. Выбор изделий для модификации
4.2. Методика исследования свойств о!бразцов
4.3. Результаты обработки изделий потоком высокочастотной плазмы пониженного давления
4.4. Применение потока высокочастотной плазмы пониженного для
обработки изделий
Выводы по четвертой главе
Выводы
Литература
Приложение
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Условные обозначения
с - скорость света,
D - коэффициент амбиполярной диффузии,
Df е - коэффициенты диффузии ионов и электронов,
е - заряд электрона,
Е = |Е| - модуль вектора напряженности электрического поля,
Е9 - азимутальная составляющая вектора напряженности
электрического поля,
Ei - энергия ионизации,
G - расход газа
Hz, Н9 - аксиальная и азимутальная составляющие напряженности
магнитного поля,
j - вектор плотности тока и абсолютное значение плотности тока,
jу, jz - азимутальная и аксиальная составляющие плотности тока в
плазме
те - масса электрона,
mi - масса иона,
ms - масса частицы сорта s ;
пе, и, - концентрации электронов и ионов,
Ns - концентрация частиц сорта s
р - статическое давление газа,
Рпотр. - мощность, потребляемая от сети всей установкой,
Рстр - мощность, выделяемая в струе,
qt - плотность теплового потока на поверхность изделия,
t - время,
Та, Ti - температуры атомов и ионов,
Те - электронная температура,
v - вектор скорости потока плазмы,

Однако, в настоящее время, отсутствуют систематические исследования потоков плазмы ВЧ разрядов пониженного давления в процессах модификации поверхностных слоев, не определены основные режимы поддержания разряда, обеспечивающие создание ионных потоков требуемой энергии, отсутствуют практические рекомендации по рациональной технологии и режимам обработки. Изучение и установление этих закономерностей обеспечит углубление фундаментальных знаний о взаимодействии потоков низкотемпературной плазмы с поверхностью конструкционных материалов, управляемое изменение свойств поверхностных нанослоев.
Целью работы является экспериментально-расчетное исследование характеристик потока ВЧ плазмы пониженного давления при его взаимодействии с поверхностью конструкционных и порошковых материалов.
Для ее достижения необходимо решить следующие задачи:
1) Провести экспериментальные исследования характеристик потока ВЧ плазмы пониженного давления в присутствии обрабатываемых образцов материалов;
2) Провести экспериментальные исследования влияния потока ВЧ плазмы пониженного давления на характеристики слоя положительного заряда, возникающего в окрестности образца;
3) Провести теоретические исследования влияния потока ВЧ плазмы пониженного давления и геометрической формы образца на характеристики слоя положительного заряда;
4) Установить закономерности влияния характеристик плазменного потока на физико-химические и физико-механические свойства различных материалов.