Новітні досягнення в розробці ерозійних джерел плазми

Гончаров, ОА
Баженов, ВЮ
Добровольський, АМ
Проценко, ІМ
Найко, ІВ
Nauka innov. 2019, 15(4):35-46
https://doi.org/10.15407/scin15.04.035
Рубрика: Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Мова: Українська
Анотація: 
Вступ. Ерозійні джерела плазми забезпечують високопродуктивне формування іонно-плазмових потоків шляхом випарювання матеріалу електродів та мають широке застосування у науці й промисловості для синтезу різноманітних покриттів, модифікації поверхні матеріалів та створення джерел заряджених частинок.
Проблематика. На сьогодні проблемою у створенні високоякісних покриттів є їх обмежена однорідність, що зумовлено присутністю мікрокрапельної фази в іонно-паровому потоці ерозійних джерел плазми.
Мета. Створення нового покоління ерозійних плазмових джерел, зокрема, вакуумно-дугових, вільних від мікрокрапель, для ефективного синтезу високоякісних покриттів с заданими функціональними властивостями.
Матеріали й методи. Для створення джерел чистої металевої плазми було запропоновано та реалізовано оригінальну ідею використання аксіально-симетричної плазмооптичної системи для введення додаткової енергії у потік щільної багатокомпонентної металевої плазми за рахунок ефективного самоузгодженого утворення швидких електронів. Такі енергетичні електрони здатні ефективно впливати на плазмовий потік, що проходить крізь систему, випаровуючи та руйнуючи мікрокраплі, які суттєво обмежують використання ерозійних джерел щільної плазми для технологічних розробок.
Результати. Розроблено концептуальний проект комбінованого джерела, яке містить у одному пристрої вакуумно-дугове плазмове джерело та аксіально-симетричну циліндричну електростатичну плазмооптичну лінзу. Запропонована розробка є оригінальною та не має аналогів у світі.
Висновки. Наведені результати дослідження відкривають широку перспективність практичного застосування запропонованої ідеї для усунення небажаних мікровключень зі збереженням перенесення маси у потоці металевої плазми, що формується вакуумно-дуговим джерелом. Поєднання плазмової лінзи з вакуумно-дуговим джерелом іонів відкриває нові можливості керування низькоенергетичним плазмовим потоком, що розповсюджується у напрямку до підкладки (при нанесенні плівок) або емісійної сітки (при генерації іонного пучка).
Ключові слова: ерозійне джерело плазми, мікрокраплі, плазмооптична система, щільна плазма