Гетерогенная рекомбинация атомов хлора в плазме смесей хлора с инертными и молекулярными газами

• Автор: Кириллов, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1 Кинетика и механизмы образования и рекомбинации активных частиц

в плазме хлора

1.1 Образование и гибель электронов.

1.1 Образование и гибель ионов.

1.3 Образование и гибель атомов хлора

2 Особенности образования и рекомбинации активных частиц в смесях газов

2.1 Изменение электрофизических параметров плазмы

2.2 Объемные процессы

2.2.1 Влияние аргона.
2.2.2 Влияние кислорода
2.2.3 Влияние азота
2.2.4 Влияние водорода.
2.3 Гетерогенные процессы
3 Рекомбинация атомов на стенке реактора и методы измерения коэффициента рекомбинации
3.1 Обзор данных по вероятностям гибели атомов хлора в разряде и их температурным зависимостям.
3.2 Методы измерения коэффициента рекомбинации.
3.3 Релаксационная методика
3.4 Использование релаксационной методики в диагностике плазмы
4 Концентрация атомов хлора в плазме чистого газа и смесях с инертными и молекулярными газами
4.1 Методы измерения концентрации атомов хлора
Заключение, постановка задачи.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
1 Экспериментальная установка.
1.1 Вакуумная система
1.2 Система электропитания разряда.
1.3 Система измерения напряженности электрического поля
1.4 Измерение температуры
1.5 Система регистрации излучения
2 Релаксационный метод
2Л Метод накопления полезного сигнала
2.2 Экспериментальные данные обработка, интерпретация.
2.2.1 Амплитудные спектры.
2.2.2 Влияние адсорбционнодесорбционных процессов
3 Моделирование плазмы газового разряда.
3.1 Моделирование импульсного разряда.
4 Анализ погрешностей.
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
1 Экспериментальные данные по параметрам плазмы смесей
2 Результаты математического моделирования
3 Результаты экспериментального определения коэффициента гетерогенной рекомбинации
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


С технологической точки зрения, наиболее интересны данные по рекомбинации именно в зоне плазмы. Однако в настоящее время сведения о коэффициентах гетерогенной рекомбинации в зоне плазмы в литературе практически отсутствуют. Таким образом, вопросы, связанные с прямыми измерениями коэффициентов гетерогенной рекомбинации и влиянием состава плазмы на поверхностные процессы, являются малоизученными и весьма актуальными. Цель работы. Разработка метода определения коэффициента гетерогенной рекомбинации атомов хлора непосредственно в зоне плазмы и исследование влияния состава смеси хлора с инертными и молекулярными газами на коэффициент гетерогенной рекомбинации. Научная новизна. Практическая значимость работы. Разработанная релаксационная методика позволяет получать коэффициент гетерогенной рекомбинации атомов в плазме хлора, и может быть использована для анализа состояния поверхности обрабатываемых материалов. Методика может быть применена для исследования кинетики гибели атомов хлора на поверхности различных образцов, вводимых в зону плазмы. Сведения о значениях коэффициентов гетерогенной рекомбинации, и их зависимости от состава плазмы могут использоваться в математическом моделировании, взамен коэффициентов, полученных расчетным путем. Результаты работы могут быть использованы при разработке и реализации промышленных плазмохимических процессов и установок. Апробация работы и публикации. По результатам работы опубликовано 5 статей и тезисы 8 докладов. III Всероссийской научной конференции Молекулярная физика неравновесных систем. ИГХТУ 1ой Международной научной конференции Молекулярная биология, химия и физика неравновесных систем. ИГХТУ 3ем Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии. Плес. Структура и объем работы. Работа состоит из введения, трех глав и списка литературы. Объем диссертации составляет 0 страниц, и включает таблиц и рисунков. Список литературы содержит 0 наименований. ГЛАВА 1. Кинетика и механизмы образования и рекомбинации активных частиц в плазме хлора. Плазмохимические процессы в плазме хлора изучены достаточно хорошо. Исследованию механизмов процессов было посвящено много работ . Обычно, плазмохимические системы очень сложны. Часто, количество процессов, которые надо учесть для построения хорошей математической модели достигает нескольких сотен. Однако всегда можно выделить процессы, вносящие основной вклад в формирование свойств плазмы, а множество других процессов не учитывать, так как их вклад оказывается очень мал. Если принимать во внимание только основные процессы, то существенно упрощается анализ влияния различных параметров на свойства плазмы. Рассмотрим возможные процессы по данным многочисленных работ, и оценим роль каждого процесса, с тем, чтобы выделить из них наиболее важные. В первую очередь нас будут интересовать процессы с участием электронов, ионов и процессы с атомами хлора. С е у С 2е С1 е СГ 2е
1. С1 С1 С е СГ е С1 2е
1. С2 е С С 2е 1. Следует отметить, что процессы, связанные с отрывом электрона от отрицательно заряженного иона 1. С е С С1 С1 1. С е 2С1 1. С1 е С1 1. На определяющую роль диссоциативного прилипания в механизме объемной гибели электронов указывают авторы работы . По их мнению, при энергиях тяжелых частиц и концентрациях электронов, характерных для тлеющего разряда при сравнительно малых плотностях тока 0 1. Асм2, данный канал гибели становится весьма эффективным, а диффузионная гибель реализуется в основном при давлениях ниже Па. Однако, авторы данной работы оценивали концентрацию электронов из проводимости плазмы, не учитывая при этом вклад в ток проводимости отрицательных ионов, что может внести существенную погрешность в результаты. Учет ионов в ток проводимости провели авторы работы . По их мнению, скорость диффузионной гибели электронов существенна. Основными ионами, которые образуются в тлеющем разряде в хлоре при небольших вкладываемых мощностях, являются ионы С и отрицательные ионы СГ. Кроме того, в плазме могут присутствовать, хотя и в меньших количествах, ионы С1. С е СГ СГ е 1. С С1ЗС1 1.