Імпульсне вакуумно-дугове джерело плазми для багатокомпонентних покриттів

Ю. О. Сисоєв, Ю. В. Широкий, К. В. Фесенко

Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут», вул. Вадима Манька, 17, 61070 Харків, Україна

Отримано: 04.11.2024; остаточний варіант - 20.12.2024. Завантажити: PDF

Наведено конструкцію й описано принцип дії імпульсного вакуумно-дугового джерела плазми для одержання багатокомпонентних покриттів. Запропонований складовий катодний вузол такого джерела плазми має основу, виконану з металу, що має високу теплопровідність, у вигляді циліндра з торцями, один з яких охолоджується. В основі катоди виконано наскрізні отвори, які розташовані рівномірно по концентричних колах відносно осі основи і в які вакуумно-щільно вмонтовано циліндричні вставки з металів, що входять до складу покриття. Вставки виконано у формі втулок; всередину кожної втулки щільно вмонтовано ізолятор з підпалювальною електродою. У випадку, коли матеріял основи входить до складу покриття, замість, як мінімум, одного отвору для втулки у циліндричній основі виконано отвори, в якій вакуумно-щільно вмонтовано ізолятори з підпалювальною електродою. Описано принципи дії імпульсного джерела плазми із запропонованим складовим катодним вузлом для одержання багатокомпонентних покриттів заданого складу. Практичні випробування розробленого джерела плазми у режимі нанесення покриттів (амплітудне значення струму дуги — 420 А, тривалість імпульсів дуги на титані — 50 мкс, на молібдені — 45 мкс, на алюмінії — 665 мкс) за різних частот проходження імпульсів показали, що одержані багатокомпонентні покриття мають склад, близький до заданого, а само імпульсне джерело плазми характеризується надійною роботою.

Ключові слова: вакуумно-дугові покриття, багатокомпонентні покриття, вакуумно-дуговий розряд, імпульсне джерело плазми, складовий катодний вузол.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i10/1027.html

PACS: 52.50.Dg, 52.77.-j, 68.35.Dv, 68.47.De, 81.15.Gh, 81.15.Rs, 89.20.Bb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. A. Andreev, L. P. Sablev, and S. N. Hryhorev, Vakuumno-Dugovoye Pokrytie [Vacuum-Arc Coatings] (Kharkiv: NSC ‘Kharkiv Institute of Physics and Technology’: 2010) (in Russian).
  2. Y. Y. Aksenov, A. A. Andreev, V. A. Belous, V. E. Strelnytskyi, and V. M. Khoroshykh, Vakuumnaya Duga: Istochnyki Plazmy, Osazhdenie Pokrytiy, Poverkhnostnoye Modifitsirovanie [Vacuum Arc: Plasma Sources, Coating Deposition, Surface Modification] (Kyiv: Naukova Dumka: 2012) (in Russian).
  3. Iu. O. Sysoiev, Tekhnolohiya Mashynobuduvannya. Zabezpechennya Ehfektyvnosti Protsesiv Otrymannya Vakuumno-Duhovykh Pokryttiv [Engineering Technology: Ensuring the Efficiency of Vacuum-Arc Coating Processes] (Kharkiv: National Aerospace University ‘Kharkiv Aviation Institute’: 2021) (in Ukrainian).
  4. Y. Y. Aksionov, V. A. Belous, S. K. Holtvyanytsa, V. S. Holtvyanytsa, Yu. A. Zadneprovskyy, A. S. Kupryn, N. S. Lomynoy, and O. V. Sobol’, PAST, No. 5: 119 (2010) (in Russian).
  5. O. V. Sobol’, A. O. Andreyev, I. V. Serdyuk, V. F. Horban’, N. V. Pinchuk, A. O. Meylekhov, Ye. O. Duma, and D. M. Babets, Visnyk Natsional’noho Tekhnichnoho Universytetu ‘KhPI’. Seriya: Mekhaniko-Tekhnolohichni Systemy ta Kompleksy, No. 60: 9 (2014) (in Ukrainian).
  6. V. A. Belous, Yu. A. Zadneprovskyy, N. S. Lomyno, and O. V. Sobol’, J. Techn. Phys., 83, No. 7: 69 (2013) (in Russian).
  7. A. A. Andreev, H. N. Kartmazov, T. B. Kostrytsa, and A. A. Romanov, Phys. Surf. Eng., 1, Nos. 3–4: 300 (2003) (in Russian).
  8. T. Cselle, Werkzeug Technik, No. 118: 2 (2011).
  9. PLATIT AG Catalog; https://www.platit.com/en
  10. N. D. Stepanov, N. Yu. Yurchenko, M. A. Tikhonovsky, and G. A. Salishchev, J. Alloy. Compd., 687: 59 (2016).
  11. Y. A. Yvanov, A. H. Slutskyy, V. A. Sheynert, V. A. Khlebtsevych, and E. V. Kovalevych, Sposob Yzhotovlenyya Kompozytsyonnykh Katodov na Osnove Sylytsydov Tytana dlya Yonno-Plazmennoho Synteza Mnohokomponentnykh Nanostrukturnykh Pokrytyy [Method for Production of Composite Cathodes Based on Titanium Silicides for Ionic-Plasma Synthesis of Multicomponent Nanostructure Coatings]: Patent No. 036799 B1 (2020) (in Belarusian).
  12. V. M. Pleskach, New Materials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering, No. 2: 118 (2017) (in Ukrainian).
  13. V. D. Rud, L. M. Samchuk, and I. V. Savyuk, Proc. Sixth Int. Sci. Practical Conf. ‘Energy Systems in Transport and Technologies and Equipment for Their Maintenance’ (Kherson: 2015), p. 71 (in Ukrainian).
  14. N. A. Azarenkov, O. V. Sobol’, A. D. Pogrebnyak, and V. M. Beresnev, Inzheneriya Vakuumno-Plazmennykh Pokrytiy [Engineering of Vacuum-Plasma Coatings] (Kharkiv: V. N. Karazin Kharkiv National University: 2011) (in Russian).
  15. E. V. Dabyzha, A. A. Leshchuk, Y. V. Bondar’, and N. N. Borysova, Modern Electrometallurgy, No. 1 (110): 21 (2013) (in Russian).
  16. S. D. Latushkyna, V. A. Shkrobot, Y. N. Zhohlyk, A. A. Predko, A. H. Artyomchyk, and O. Y. Posilkyna, Modern Methods and Technologies for Creating and Processing Materials (Minsk: PhTI NAS of Belarus: 2020), vol. 2, p. 266 (in Russian).
  17. V. M. Khoroshykh, PSE, 2, No. 4: 184 (2004) (in Russian).
  18. V. M. Khoroshykh, PSE, 2, No. 4: 200 (2004) (in Russian).
  19. D. S. Aksyonov, Y. Y. Aksyonov, and V. E. Strel’nytskyy, PAST, No. 6: 106 (2007) (in Russian).
  20. I. Mills, T. Cvita, K. Homman, N. Kallay, and K. Kuchitsu, Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (Blackwell Publishing: 1993).
  21. A. W. Nürnberg, D. Y. Fang, U. H. Bauder, R. Behrisch, and F. Brossa, J. Nuclear Mater., 103: 305 (1981).
  22. V. Y. Asyunyn, S. H. Davydov, A. N. Dolhov, T. Y. Kozlovskaya, A. A. Pshenychnyy, and R. Kh. Yakubov, PAST, 38, No. 3: 49 (2015) (in Russian).
  23. Yu. O. Sysoiev, Yu. V. Shyrokyi, and K. V. Fesenko, PAST, No. 1 (149): 110 (2024).
  24. E. Hantzsche, Beitr. Plasmaphysik, 17, Iss. 1: 65 (1977).
  25. B. Juttner, Beitr. Plasmaphysik, 19, Iss. 1: 25 (1979).
  26. H.-J. Scheibe, P. Siemroth, W. Pompe, and B. Schoeneich, Surf. Coat. Technol., 47, Iss. 1–3: 455 (1991).
  27. Iu. Sysoiev, Yu. Shyrokyi, and K. Fesenko, PAST, No. 5 (147): 152 (2023).