Нагрев и испарение металлических макрочастиц в пучково-плазменных системах

Abstract

Характерной особенностью дугового разряда в вакууме является наличие в плазменном потоке макрочастиц – капель материала катода. Удаление капельной фазы с помощью сепарации существенным образом снижает скорость нанесения покрытий, и эффективность метода оказывается низкой. В настоящей работе изучается энергетический баланс макрочастиц, находящихся в плазме катодного факела вакуумной дуги, в которую вводится электронный пучок. Рассматриваются процессы энергообмена макрочастиц с частицами плазмы и электронами пучка, а также возможность их испарения под воздействием потоков заряженных частиц в пространстве массопереноса.

Характерною рисою дугового розряду у вакуумі є наявність у плазмовому потоці макрочастинок – крапель матеріалу катода. Видалення краплинної фази за допомогою сепарації істотно знижує швидкість нанесення покриттів, і ефективність методу виявляється низькою. У роботі вивчається енергетичний баланс макрочастинок, що перебувають у плазмі катодного факелу вакуумної дуги, у яку вводиться електронний пучок. Розглядаються процеси енергообміну макрочастинок із частинками плазми й електронами пучка, а також можливість їхнього випару під впливом потоків заряджених частинок у просторі масопереносу.

The typical feature of an arc discharge in vacuum is presence in a plasma stream of macroparticles – a drops of a cathode material. Removal of the dropwise phase by means of a separation essentially reduces a velocity of coating deposition, and efficiency of a method appears low. In the present work the energy balance of the macroparticles which are in plasma of a cathode flow of a vacuum arc into which the electron beam is inducted is studied. Processes of a power interchange of macroparticles with particles of plasma and electrons of beam, and also a possibility of their evaporation under the influence of streams of charged particles in space of mass-transfer are observed.