A study of anode area physical parameters of asymmetric combined gas discharge

Abstract

The layered structure properties of an asymmetric combined gas discharge have been studied. The main physical parameters of the plasma in the zone of electron acceleration to high energies of tens and hundreds of electronvolts at various values of the supplied microwave power were determined based on the analysis of the discharge current-voltage characteristics. The effect of combined discharge plasma on the surface of products made of various materials and placed in the resonator chamber of a technological unit was experimentally investigated, and it is shown that it can lead to a significant increase in the strength of the processed products in terms of microhardness.

Изучение Диодных Свойств Двойного Слоя Комбинированного Газового Разряда

“…Рассмотрению воздействия тлеющего и СВЧ газовых разрядов на поверхность изделий посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ [18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30][31]. Так, в работах [30,31] обсуждается обработка изделий, размещенных вблизи антенны -катода внутри резонаторной камеры, заполненной аргоном при давлении P = 40−130 Pa, в облаке сверхплотной плазмы ω P = n e e 2 /ε 0 m e > ω, где e -элементарный электрический заряд, m e -масса электрона, ω = 1.54 • 10 10 s −1 -частота колебаний СВЧ поля, создаваемого магнетроном.…”

“…К данному направлению исследований можно отнести и работы [26][27][28][29], в которых изучалось упрочнение поверхности обрабатываемых металлических образцов под воздействием низкотемпературной плазмы асимметричного комбинированного газового разряда в разработанной авторами технологической установке.…”

“…В резонаторной камере установки находился при давлении P = 200−400 Pa слабо ионизированный техноло-гический газ (азот, аргон, или их смесь) под одновременным воздействием СВЧ поля, создаваемого магнетроном с рабочей циклической частотой ω = 1.54 • 10 10 s −1 , и постоянного электрического поля, возникающего при подаче на обрабатываемое изделие постоянного положительного потенциала смещения ϕ 0 ≈ 50−250 V. Плазменное облако разряда формировалось вблизи поверхности изделия. Предложенный в [26][27][28][29] способ обработки позволяет сфокусировать СВЧ энергию непосредственно на обрабатываемом изделии, и этим он существенно отличается от подхода, развитого в [30,31]. Обычно используемая для обработки СВЧ мощность, составляющая P 0 ≈ 30−150 W, поступала от магнетрона по кольцевому волноводу через прорези в резонаторную камеру.…”

“…Обычно используемая для обработки СВЧ мощность, составляющая P 0 ≈ 30−150 W, поступала от магнетрона по кольцевому волноводу через прорези в резонаторную камеру. В [27,29] было показано, что комбинированный разряд имеет слоистую структуру и состоит из приповерхностного слоя, зоны ускорения электронов до высоких энергий ∼ 50−200 eV, зоны замедления электронов и зоны амбиполярной диффузии электронов с ионами к стенкам резонаторной камеры.…”

Features of a burning electric arc superimposed on gas discharge with liquid electrolyte cathode

“…As a result, the possibilities for practical application of gas discharges are expanding. For example, the authors of [1] created an electric discharge for practical use. It has the properties of a microwave discharge.…”