Publication: Влияние химического состава газовой смеси на кинетику электронов в аномальном тлеющем разряде
Дата
2019
Авторы
Норакидзе, В. С.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Азотирование широко применяется в различных областях промышленности для обработки деталей, нуждающихся в упрочнении поверхности, увеличении коррозионной стойкости, уменьшения трения и износа. Для этого, в частности, используются методы ионно-плазменной обработки, при помощи аномального тлеющего разряда (АТР). Модификация поверхности при плазменном азотировании происходит как в чистом азоте, так и в различных азотосодержащих газовых смесях: азот-аргон, азот-водород, что позволяет увеличить количество активных компонент, необходимых для азотирования, по сравнению с чистым азотом, а также улучшить проникновение азота в материал. Экспериментально было найдено, что при наличии в азоте 10-20% добавочного газа (водород, аргон, гелий) зависимости тока разряда и относительных интенсивностей линий и полос азота от состава газа имеют максимальное значение. При этом в случае горения разряда в аргон-гелиевой смеси было обнаружено, что ток разряда меняется с изменением состава газа монотонно. Поскольку аргон и гелий – инертные газы, можно предположить, что при горении разряда в азот-водородной смеси участвуют также и химические процессы взаимодействия компонент газовой среды. Поэтому представляется актуальным изучение вопросов, связанных с влиянием химического состава газовой смеси на кинетику электронов в АТР. Представляемая научно-исследовательская работа посвящена изучению влияния химического состава газовой смеси в разрядном промежутке АТР на изменение динамики электронов и, соответственно, ток разряда. При описании коллективной динамики электронов в газовом разряде используется статистическое описание при помощи функции распределения электронов (ФРЭ). Для нахождения ФРЭ разработана программа, позволяющая в рамках двухчленного приближения решать кинетическое уравнение Больцмана для электронов. При поиске ФРЭ учитывается влияние упругих столкновений, возбуждение вращательных, колебательных и электронных степеней свободы, ударной ионизации и излучательной рекомбинации молекул азота и водорода. С использованием ряда приближений для параметров разряда программа позволяет рассчитывать зависимость плотности тока разряда от состава газовой смеси. Апробирован ряд численных схем, используемых в программе для решения кинетического уравнения. Проверена корректность расчетов в предельных случаях слабых и сильных полей. Проведены первые расчеты значений тока разряда. Результаты расчетов сравниваются с экспериментальными данными.
Описание
Уровень образования: магистратура; Код направления/специальности: 14.04.02; Группа: М17-205
Ключевые слова
ВКР , Выпускная квалификационная работа
Цитирование
Норакидзе, В. С. Влияние химического состава газовой смеси на кинетику электронов в аномальном тлеющем разряде : Выпускная квалификационная работа, магистратура, 14.04.02 / В. С. Норакидзе ; рук. работы Степаненко Александр Александрович, 2019