Повышение качества порошковых покрытий в производстве электровакуумных приборов за счет совершенствования технологической схемы электроплазменного напыления и автоматизации оборудования

• Автор: Веселкова, Ольга Ивановна
• Шифр специальности: 05.09.10, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 210 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Анализ процессов, влияющих на качество

элсктроплазмепных порошковых покрытий

1.1.Особенности напыления электроплазменных покрытий

на детали электровакуумных приборов. И

1.2. Влияние пространственных факторов технологии электроплазменного напыления на качество покрытия

1.3. Сцепление частиц порошка с поверхностью подложки

1.4. Методы активации напыляемой поверхности.

1.5. Автоматизированное оборудование для плазменного

напыления порошковых покрытий.

1.6. Постановка задачи.
Глава 2. Исследование влияния технологических факторов на качественные показатели электроплазменных порошковых покрытий.
2.1. Анализ процесса формирования электроплазменного
покрытия при случайном перемещении пятна напыления
2.2. Выбор технологической структуры электроплазменного напыления, обеспечивающей повышение качества покрытия
2.3. Анализ процесса термической активации подложки дополнительным дуговым разрядом
2.4. Экспериментальная установка и методика исследований
2.4.1. Исследование адгезии покрытий
2.4.2. Исследование пористости плазменных покрытий
2.5. Результаты экспериментов, обсуждение.
Глава 3. Разработка технологии электроплазменного напыления
порошковых покрытий на детали электровакуумных проборов
3.1.Исследование кинематических закономерностей
формирования равномерных по толщине покрытий
3.2.Разработка кинематической схемы напыления покрытий
на сетки генераторных ламп. 4.
3.3. Разработка технологии электроплазменного напыления
покрытий на детали электровакуумных приборов
3.4. Исследование газовыделения плазменных покрытий.
3.5. Исследование плазменных покрытий с помощью рентгеновской
дифрактометрии
Глава 4. Разработка автоматизированного оборудования для электроплазменного напыления порошковых покрытий на детали электровакуумных приборов.
4.1. Структура и состав системы управления установкой для электроплазменного напыления порошковых покрытий
4.2. Исследование статистических и динамических характеристик локальных САР.
4.3. Алгоритм управления установкой для электроплазменного
напыления покрытий.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


К сожалению, при традиционных методах электроплазменного напыления на такие изделия качество покрытий бывает невысоким []. На рис. При нанесении покрытий на детали электровакуумных приборов необходимо исключить изменение химического состава и структуры материалов, а также насыщения газами. Этот класс покрытий должен наносится в камерах с контролируемой газовой средой, обладать высокими прочностными характеристиками и контролируемой пористостью. Так, в электровакуумном приборе даже отдельная, оторвавшаяся от покрытия частица, может вывести прибор из строя. Наиболее важными показателями качества покрытий, используемых в производстве электровакуумных приборов, являются: способность покрытий поглощать и выделять газы, адгезия, равномерность. Таким образом, в процессе дальнейшего анализа литературных источников необходимо выявить факторы, в наибольшей степени влияющие на перечисленные показатели качества. Рис. Формирование покрытия. В работе [] физико-химические явления, происходящие в системе плазмотрон - поток напыляемых частиц - подложка, представлены в виде структурной схемы (Рис. Как видно из схемы, электроплазменный процесс характеризуется большим количеством параметров, которые прямо или косвенно влияют на ход технологического процесса. Рис. Ь - расстояние напыления. В электроплазменном процессе напыления струя, генерируемая с помощью плазмотрона, является основой технологической зоной обработки материалов, участвующих в формировании покрытия. Плазменная струя характеризуется существенной пространственной неоднородностью. Обычно выделяют три характерных участка струи: начальный, переходной и основной (рис. Начальный участок струи, отсчитываемый от сопла плазмотрона диаметром до до границы Н-Н, характеризуется неизменностью скорости По и температуры потока и равенством их начальных значений при Хо. В плазменной струе, на начальном участке, идет интенсивная ионизация и диссоциация, наблюдается вынос электрического тока и дополнительное омическое выделение энергии, турбулизация потока, за счет процессов крупно-и мелкомасштабного шунтирования дуги [] . В связи с электромагнитным сжатием ионизированного газа в электрической дуге, статистическое давление на начальном участке не равно нулю, и поэтому у среза сопла происходит резкое расширение струи. Начиная от среза сопла, в периферийной области струи, формируется зона смещения, в которой происходит радиальный перенос импульса и энергии, а параметры плазменной струи непрерывно изменяются от их начальных значений до значений в окружающей среде. Рис. Рис. Угол расширения на начальном участке ан иногда больше, чем на основном участке (Хосн, так как плазма в электрической дуге сжата электромагнитными силами и при выходе потока из сопла происходит интенсивное расширение струи. Экспериментальные данные [], представленные на рис. Пространственная неоднородность плазменной струи неизбежно приводит к неоднородности условий формирования напыленного материала. Исследования работы [,5] показали, что коэффициент использования порошка уменьшается как с возрастанием дистанции напыления, так и с уменьшением размера напыленных частиц. Оба факта могут быть объяснены потерей части материала порошка, которая оказалась недостаточно прогретой в периферийной области плазменной струи. Установлено, что центр пятна напыления не совпадает с центром струи плазмы. Так угол между осями потока порошка и плазменной струи может составлять (2°-5°). С увеличением дистанции напыления рассовмещение геометрических центров струи и пятна напыления становится значительным и имеет случайный характер. Неоднородность процессов в плазменной струе неизбежно приводит к тому, что состояние плазменных частиц будет также неоднородным в осевом и радиальном направлениях. Часть дисперсного материала не успевает расплавиться в высокотемпературной области потока. Другая часть материала порошка, которая попадает в приосевую область струи, подвергается наиболее интенсивной обработке. Уменьшить неоднородность плазменной струи удается в плазмотронах с распределенной дугой (рис.