Розробка та дослідження газорозрядного обладнання для імпульсного електкронно-променевого випаровування та іонно-плазмового осадження наноструктурованих покриттів
Ескіз недоступний
Дата
2013
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
Анотація
Звіт з НДР: 136 с., 40 рис., 63 посилання.
Об’єкт дослідження – технологічне обладнання для іонно-плазмового осадження композитних покриттів методом імпульсного електронно-променевого випаровування з іонізацією парогазового потоку.
Мета роботи – розробка газорозрядного електронно-променевого обладнання для імпульсного електронно-променевого випаровування та іонно-плазмового осадження покриттів в контрольованому за складом та тиском газовому середовищі.
Методи дослідження – теоретичний аналіз, моделювання, експериментальні дослідження.
Проведено аналіз властивостей високовольтного тліючого та вакуумно-дугового розрядів та визначено особливості розробки на основі пристроїв цих розрядів технологічного обладнання для імпульсного електронно-променевого випаровування та іонно-плазмового осадження покриттів в контрольованому за тиском та складом газовому середовищі.
З урахуванням розглянутих особливостей технологічного процесу імпульсного іонно-плазмового осадження покриттів розоблено газорозрядний електронно-променевий комплекс, до складу якого входить газорозрядна електронна гармата тріодного типу потужністю 10 кВт, вакуумно-дуговий іонізатор пари та система автоматичного керування енергетичними та часовими параметрами газорозрядної гармати в ім¬пульсному режимі роботи.
Для розробки тріодної газорозрядної гармати були створені фізико-математичні моделі розподілу енергії у розрядному проміжку та електронно-оптичної системи тріодного типу. Проведені розрахунки енергетичних та електронно-оптичних параметрів гармати та оптимізація геометрії електродів. Розроблена модель електромагнітної системи транспортування імпульсного електронного пучка із розрядного проміжку гармати в зону випаровування. З використанням розробленої моделі розраховані фокальні параметри електронного пучка на поверхні матеріалу, що випаровується. Розробку пристрою на основі вакуумно-дугового розряду здійснено з урахуванням результатів математичного моделювання іонізатора в кінетичному наближенні.
В процесі розробки системи автоматичного керування параметрами газорозрядної гармати в імпульсному режимі поведено комп’ютерне моделювання малоінерційного електричного регулювання струму розряду за допомогою низьковольтних допоміжних розрядів.
Проведено експериментальне дослідження роботи розроблених пристроїв в тех¬нологічних процесах імпульсного електронно-променевого випаровування та іонно-плазмового осадження покриттів.
Розроблений газорозрядний комплекс забезпечує можливість імпульсного іонно-плазмового осадження покриттів в діапазоні параметрів, які відповідають вимогам технології осадження покриттів методом імпульсного електронно-променевого випаровування (питома потужність пучка 105 – 106 Вт/см2, тривалість імпульсів стру¬му 1 – 100 мс, частота слідування імпульсів 1 – 50 Гц). При цьому забезпечується висока швидкість випаровування із збереженням стехіометрії конденсату та можливість осадження покриттів в широкому діапазоні тиску та складу газового середовища.
Опис
Ключові слова
газовий розряд, імпульсний режим, електронний пучок, моделювання, іонізація, випаровування, осадження покриття, обладнання
Бібліографічний опис
Розробка та дослідження газорозрядного обладнання для імпульсного електкронно-променевого випаровування та іонно-плазмового осадження наноструктурованих покриттів : звіт про НДР (заключ.) НТУУ "КПІ" ; кер. роб. С. В. Денбновецький. К., 2013. - 136 л. + CD-ROM. - Д/б №2529-п