ІНІЦІЮВАННЯ НЕСАМОСТІЙНОГО

ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РОЗРЯДУВ ПАРАХ ЦИРКОНІЮ

 

А.Г.Борисенко

 

Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ, Україна

 

Ресурс безперервної роботи джерел плазмових потоків твердофазних матеріалів на основі вакуумного дугового розряду в значній мірі визначається можливістю надійного ініціювання, або «запалювання», розряду в широкому діапазоні робочих параметрів. Саме тому методи ініціювання і робота систем запалювання вакуумного дугового розряду, також як і видалення або мінімізація кількості і розмірів мікрочастинок в плазмовому потоці являються об'єктами пильної уваги дослідників і розробників сучасного технологічного обладнання [1-3].

У даній роботі представлені результати дослідження двох методів і різних умов запалювання несамостійного вакуумно-дугового розряду в парах матеріалу анода. Описано методики і умови ініціювання розряду за допомогою безпосередньої подачі напруги між анодом і розжареним катодом розряду («вакуумне запалювання»), та за допомогою додаткового газового розряду в Е х Н полях («газове запалювання»). В роботі показано, що різні методи ініціювання вакуумного дугового розряду в парах матеріалу анода можуть призводити до різних умов реалізації і стабільного горіння розряду. Встановлено, що при «вакуумному» запалюванні можливі різні умови існування розряду, які розрізняються різними потужностями розряду. При «газовому запалюванні» реалізація розряду маэ місце при значно менших напругах джерела електроживлення розряду. Дослідження виконані як при безпосередньому розміщенні робочого матеріалу, монокристалічного цирконію, на охолоджуваній поверхні анодного електрода, так і при розміщенні цирконію на аноді у тиглі певної конфігурації. Показано, що використання тигля дозволяє більш, ніж в 2 рази зменшити необхідну розрядну електропотужність і відповідно знизити вимоги до джерел електроживлення розряду. В роботі також показано, що навіть при реалізації несамостійного дугового розряду з випаровуванням цирконію з тигля існує можливість створення безкрапельних плазмових потоків парів монокристалічного цирконію з високими коефіцієнтами іонізації. В роботі визначені значення швидкостей росту осаджуваних цирконієвих плівок на діелектричній підкладинці в різних робочих режимах розряду і отримані в експериментах коефіцієнти іонізації створюваних плазмових потоків.

 

1.        Сысоев Ю.А. Инициирование вакуумно-дугового разряда в технологических источниках плазмы // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. Х., ХАИ, 2010, с. 280-295.

2.        Аксенов И.И., Андреев А.А., Белоус В.А., Стрельницкий В.Е., Хороших В.М.

Вакуумная дуга. Источники плазмы, осаждение покрытий, поверхностное модифицирование. - Наукова думка. – Киев. – 2012. – 2012/ - 726 с.

3.        Сысоев Ю.А. О возможности устранения капельной фазы вакуумно-дугового разряда вводом энергии в зону ее транспортировки // Авиационно-космическая техника и технологии. – 2017. - № 2 (137). – С.71-77.