Взаимодействие ускоренных потоков металлической плазмы с поверхностью твердого тела

• Автор: Кузнецов, Вячеслав Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 345 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА
1.1 Физические процессы при вакуумно-дуговом распылении металлов и сплавов в вакууме и среде различных газов
1.2 Методы диагностики плазмы дугового разряда
1.3 Конструктивные особенности вакуумно-дуговых испарителей и систем транспортировки плазменных потоков
1.4 Свойства покрытий при вакуумно-дуговом распылении метамов в вакууме и атмосфере различных газов
1.5 Промышленное оборудование и перспективы дальнейшего использования вакуумно-дуговых покрытий
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВКИ ШТОКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ
2.1 Определение скорости плазменного потока с помощью одиночного цилиндрического зонда
2.2 Тепловой режим катода в вакуумной дуге
2.3 Влияние температуры испаряемого материала на параметры плазменного потока и свойства покрытий
2.4 Отклонение потока металлической плазмы в магнитном поле

*70»

ГЛАВА 3. МЕХАНИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ
С ПОВЕРХНОСТЬЮ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
3.1 Особенности нанесения покрытий на внутренние стенки цилиндрической полости
3.2 Взаимодействие потока металлической плазмы с проводящим барьером
3.3 Равномерность нанесения покрытий
3.4 Нанесение покрытий на крупногабаритные изделия
3.5 Электромагнитное управление процессом формирования покрытий
3.6 Нанесение покрытий на труднодоступные участки поверхности изделий
3.7 Производительность процесса нанесения покрытий
ГЛАВА 4. ФАКТОРЫ,. ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ЗАЩИТНЫХ
ПОКРЫТИЙ, И МЕТОДИКИ АТТЕСТАЦИИ ПОКРЫТИЙ
4.1 Коррозионная стойкость
4.2 Термическая усталость
4.3 Методики определения сопротивления деформированию и пластичности
4.4 Методика определения стабильности покрытия
4.5 Методика определения износостойкости покрытия
4.6 Методика оценки показателей качества покрытий
ГЛАВА 5. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПОТОКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ
5.1 Тепловой режим поверхности при нанесении покрытий
5.2 Особенности формирования и свойства покрытий на основе чистых металлов
5.3 Покрытия, сформированные при использовании реакций

плазмохимического синтеза материалов
5.4 Особенности формирования многокомпонентных покрытий
5.4.1 Требования, предъявляемые к покрытиям
5.4.2 Ионное травление поверхности твердого тела
5.4.3 Структура и свойства покрытий
5.4.4 Коррозионная стойкость покрытий
5.4.5 Термоцикличеекая прочность покрытий
5.5 Термодинамический анализ процессов коррозионного разрушения покрытий системы СоСгАІУ
5.6 Модифицирование поверхности твердого тела комбинированными процессами
5.6.1 Комбинированные электронно-лучевые и вакуумнодуговые покрытия
5.6.2 ймплантационно-напылительный процесс модифицирования материалов
ГЛАВА 6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО НАНЕСЕНИЯ
ПОКРЫТИЙ
6.1 Вакуумная установка "Дуга-90"
6.2 Имплантационно-напылительная установка
6.3 Методика расчета вакуумно-дуговых испарителей
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
счет их дробления (снижение порогового тока дуги), увеличением их скорости перемещения и образованием на поверхности оксидных и нитридных пленок (в случае напуска кислородно- и азотосодержащих газов). Следует отметить роль материала катода в происходящих процессах. Замена титана алюминием не приводит к заметному росту напряжения с повышением давления и в данном случае параметры электрической цепи не дают достаточной информации о характере реакций в плазме. Но в том случае, когда реакция электрических параметров четко прослеживается, управление процессом легко автоматизируется по этим параметрам. Изменение скорости перемещения катодных пятен также легко регистрируется в случае линейных элект-родуговых распылителей [26,343 по частоте срабатывания поджигающих устройств.
Наиболее полную картину о процессах, происходящих в плазме, дает эмиссионная спектроскопия зоны разряда. В [353 рассматривались эмиссионные спектры дугового разряда с титановым катодом при напуске азота и аргона. При распылении титана наблюдается серия характерных пиков на эмиссионных спектрах в диапазоне длин волн 300-650 нм. При напуске азота помимо пиков, обусловленных азотом, наблюдается рост интенсивности пиков титана. Аналогичная картина наблюдается и при напуске аргона. Рост интенсивности пиков титана вызван повышением скорости движения катодных пятен, приводящим к снижению доли капельной фазы и росту атомарной фракции, а также перезарядкой многократно заряженных ионов титана при столкновении с газом (в случае напуска азота), что увеличивает долю возбужденных атомов титана в видимой части спектра. Это подтверждается ростом интенсивности линий молекулярных ионов азота в областях 400 и 600 нм. Рассмотрены также линии титана и азота при напуске