The paper shows that upon ignition of the combined gas discharge in the resonator chamber, there appears a double layer with diode properties that consists of layers of positive and negative charges surrounding the workpiece. An increase in the level of microwave power supplied to the chamber leads to a decrease in the equivalent diode resistance in open and closed modes and an increase in the current flowing through the unit. The ions of the process gas (nitrogen or argon) ionized by the microwave field fall on the product surface and diffuse into it as a result of the thermal diffusion process, which hardens the surface layer. The product is heated when a positive bias potential is applied to it by a stream of high-energy electrons arriving at the surface and accelerated to energies of tens and hundreds eV in the discharge acceleration zone. Ion-plasma implantation leads to a significant increase in the strength, wear resistance and corrosion resistance of the surface of the processed product.

Изучены свойства комбинированного газового разряда пониженного давления, возникающего в резона-торной камере вблизи поверхности обрабатываемого металлического изделия при наложении сверхвы-сокочастотного электромагнитного и электростатического полей. Показано, что при подаче на образец постоянного потенциала вблизи него формируется приповерхностный слой, в котором в зависимости от знака потенциала происходит ускорение положительных ионов или электронов до энергий, составляющих сотни eV. Взаимодействие ускоренных частиц с образцом приводит к выделению в тонком приповерхностном слое количества теплоты, достаточного для его расплавления. В случае подачи положительного потенциала возникает упрочняющая поверхность изделия нанокомпозитная структура. Получены оценки физических параметров комбинированного газового разряда. DOI: 10.21883/JTF.2017.12.45210.2240 Введение Современный этап развития производства в различ-ных отраслях характеризуется ужесточением условий эксплуатации изделий, особенно геометрически слож-ных, из металлических материалов и сплавов [1][2][3][4][5]. Из-делия эксплуатируются в условиях действия повышен-ных температур, силовых нагрузок, агрессивных сред. В связи с этим актуальной является проблема повы-шения их эксплуатационной надежности по параметрам коррозионной и абразивной стойкости.Перспективным направлением решения проблемы по-вышения эксплуатационной надежности является созда-ние технологий и оборудования, которые позволяют упрочнять поверхностный слой изделий. Одной из таких технологий является воздействие на изделие плазмой комбинированного разряда пониженного давления [1,2]. Данное воздействие отличается от аналогов тем, что плазма генерируется непосредственно вокруг обраба-тываемой поверхности при наложении стационарного электрического и СВЧ электромагнитного полей, что позволяет формировать в поверхностном слое наноком-позитную структуру. Структура состоит из частиц диа-метром ∼ 20−100 nm (кластеров), способных устойчиво противодействовать внешним силовым возмущениям, и частиц с размерами менее 10 nm (аморфной связки), образующих прослойку, способную перестраиваться в направлении действия внешних сил с постепенным уменьшением свободного объема в виде пустот между ее атомами. Кроме этого, в отличие от других плазменных технологий воздействие плазмы позволяет формировать градиентный переход (подслой) к материалу основы, вы-зывающий изменение ее химического состава и размеров зеренной структуры, что является фактором дополни-тельного повышения прочностных характеристик, в том числе адгезионных. В условиях эксплуатации изделия такая структура обеспечивает повышенную диссипацию энергии, образование упорядоченных, самоорганизую-щихся структур трения, что повышает устойчивость изделия к внешним воздействиям, влияющим на харак-теристики их прочности и твердости.Ниже подробно описана экспериментальная уста-новка, использованная для упрочнения поверхност-ного слоя металлических изделий (разд. 1), а так-же проанализированы свойства комбинированного га-зового разряда, возникающего в резонаторной ка...