Создание научных основ, разработка и внедрение специального электрофизического оборудования, технологий и материалов в производство мощных генераторных ламп

• Автор: Лисенков, Александр Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 353 с. : ил.

1. Физические особенности вакуумно-дугового разряда и принципов генерации потоков металлической плазмы
1Л. Ионно-плазменные технологические устройства для модифицирования поверхности и нанесения покрытий

1.2. Вакуумно-дуговой источник плазмы с интегрально-холодным катодом

1.2.1. Физические особенности вакуумно-дуговых источников плазмы с интегрально-холодным катодом

1.2.2. Катодное пятно вакуумно-дугового разряда

1.3. Фазовый состав генерируемого плазменного потока

1.4. Особенности формирования покрытий из потоков металлической

плазмы
1.5. Анализ современного электрофизического оборудования на основе вакуумно-дугового разряда
1.6. Выводы
2. Физические процессы генерации и транспортировки потока металлической плазмы, генерируемой вакуумно-дуговым разрядом
2.1. Исследование динамики развития катодных пятен
2.1.1. Разряд на неочищенной поверхности катода
2.1.2. Вакуумно-дуговой разряд с материала катода
2.1.3. Эмиссия из катодных пятен
2.2. Влияние теплового режима работы катода на скорость перемещения катодных пятен
2.2.1. Математическое моделирование катодного пятна
2.2.2. Расчет теплового режима протяженного катода
2.3. Математическая модель транспортировки заряженных частиц в
плазменном потоке
2.3.1. Уравнения магнитной гидродинамики для решения задачи дви-

жения осесимметричного плазменного потока
2.3.2. Расчет распределения заряженных частиц в рабочем объеме вакуумно-дугового источника плазмы
2.4. Выводы
3. Особенности создания электрофизического оборудования с вакуумно-дуговыми источниками плазмы
3.1 Особенности управления движением катодных пятен
3.2 Физические процессы и расчет геометрии электродов
3.3 Инициирование катодных пятен
3.4. Диагностика движущегося плазменного потока
3.5. Электрофизическое оборудование с источниками плазмы коаксиальной конструкции
3.6. Электрофизическое оборудование с источниками плазмы протя-
^ женной конструкции
3.6.1 Вакуумно-дуговой источник, формирующий направленный ленточный поток плазмы
3.6.2. Вакуумно-дуговые источники, формирующие радиальнорасходящийся поток плазмы
3.7. Выводы
4 Физико-технологические особенности формирования покрытий
из металлической плазмы вакуумно-дугового разряда
4.1. Особенности взаимодействия заряженных частиц с поверхностью
твердого тела
4.2. Оптимальные режимы процесса формирования покрытий многофункционального назначения
4.3. Системы параметрического управления технологическим процессом формирования покрытий
4.4. Сепарация плазменного потока от капельных образований
4.5. Управление заряженными частицами в рабочем объеме с целью повышения скорости роста и равномерности наносимого покры-

4.6. Диагностика и определение свойств наносимых покрытий
4.6.1. Методика определения толщины и шероховатости наносимого
покрытия
4.6.2. Методика исследования структуры, фазового и химического состава покрытий
4.7. Выводы
5. Формирование покрытий из потока металлической плазмы чис
тых металлов
5.1. Формирование защитного покрытия на анодах мощных генераторных ламп
5.1.1. Разработка покрытий на основе титана
5.1.2. Нанесение покрытия на внутреннюю поверхность цилиндрической полости с учетом перепыляемого материала
5.1.3. Управление плотностью заряженных частиц в объеме цилиндрической полости
5.2. Нанесение покрытий на диэлектрические поверхности
5.2.1. Металлизация кварцевых подложек ультразвуковых линий задержки
5.2.2. Металлизация стеклянных матриц для вакуумных люминесцентных индикаторов
5.3. Выводы
6. Плазмохимический синтез соединений в потоке металлической
плазмы
6.1. Синтез карбидных соединений
6.1.1. Плазмохимический синтез и исследование свойств покрытий
карбидов титана и циркония
6.1.2. Плазмохимический синтез и исследование свойств покрытий
карбидов молибдена и вольфрама
6.2. Плазмохимический синтез нитридных соединений
да и направления, по которым возможно дальнейшее совершенствование технологического оборудования. К недостаткам данного метода можно отнести следующее:
- наличие в плазменном потоке микрокапельных образований, снижающих качество формируемых покрытий;
- высокую температура обрабатываемого изделия и вероятность возникновения микродуговых привязок на обрабатываемом изделии, приводящих к его разрушению;
- невысокую производительность технологического процесса по формированию покрытий из потоков металлической плазмы;
- получение на крупногабаритных изделиях неравномерных по толщине покрытий;
- недостаточную степень автоматизации технологического процесса и отсутствие отработанных методов диагностики плазменного потока;
- несовершенство конструкций не позволяет достичь высокого коэффициента использования плазмообразующего материала, что снижает эффективность использования данного электрофизического оборудования.
Таким образом, расширение областей практического применения вакуумно-дуговых источников плазмы и технологических процессов на их основе связано с дальнейшим теоретическим и экспериментальным изучением физических процессов в плазме вакуумно-дугового разряда и созданием нового класса электрофизического оборудования, что представляет, несомненно, важное народно-хозяйственное значение и вызывает большой практический интерес в различных отраслях промышленности.
1.6. ВЫВОДЫ
Целью работы является создание научных основ и разработка специализированного электрофизического оборудования для экологически чистых и ресурсосберегающих технологий направленного модифицирования поверхности и формирования на электродах мощных генераторных ламп защитных покры-