Островерхов Е.В. Ахмадеев Ю.Х. Денисов В.В. Денисова Ю.А. Петрикова Е.А. Коваль Н.Н. Щанин П.М.
Азотирование титановых сплавов в несамостоятельном тлеющем разряде с титановым полым катодом большой площади
Докладчик: Островерхов Е.В.
Ионно-плазменное азотирование широко используется в промышленности как эффективный способ повышения твердости, износостойкости и коррозионной стойкости поверхности различных сталей и сплавов. [1] Азотирование в плазме разрядов низкого давления (~1 Па) имеет ряд преимуществ перед азотированием в тлеющем разряде, функционирующем при давлениях от десятков Па до нескольких сотен Па. Низкое давление позволяет уменьшить концентрацию остаточного кислорода в рабочей камере и увеличить энергию ионов поступающих на поверхность обрабатываемых изделий. Перспективным с точки зрения промышленного применения является тлеющий разряд с полым катодом низкого давления, который позволяет создавать однородную плазму в больших вакуумных объемах[2]. В несамостоятельном режиме горения тлеющий разряд с полым катодом позволяет осуществлять независимую регулировку энергии ионов и плотности ионного тока на образец или деталь, находящуюся под отрицательным смещением [3]. Повышение насыщающей способности азотной плазмы, определяющей эффективность процесса азотирования, возможно за счет увеличения концентрации как заряженных частиц, так и атомарного азота, образующегося в плазме в результате диссоциации молекулярного азота. Импульсный режим работы дает возможность получения повышенных значений концентрации плазмы в моменты разрядных импульсов по сравнению со стационарным режимом при одинаковой средней плотности ионного тока [4], что за счет градиента концентрации ионов и атомов азота на поверхности и в приповерхностных слоях азотируемых материалов ведет к росту скорости диффузии азота вглубь образцов, то есть интенсификации процесса азотирования. При ионно-плазменном азотировании титановых сплавов в аномальном тлеющем разряде оснастка, на которой располагаются детали, изготовлена также из титановые сплавов, поскольку в случае, если оснастка изготовлена из стали, то распыленное железо блокирует образование соединений азота с титаном на поверхности и диффузию азота в глубину слоя [5].
В данной работе проводится сравнение результатов азотирования титана марки ВТ1-0 в плазме постоянного и импульсного несамостоятельного тлеющего разряда с титановым полым катодом большой площади для различных значений температуры обработки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. М.: Металлургия, 1985. 256 с.
2. Лопатин И.В., Щанин П.М., Ахмадеев Ю.Х., Ковальский С.С., Коваль Н.Н. Самостоятельный тлеющий разряд низкого давления с полым катодом при токах в десятки ампер // Физика плазмы. 2012. Т.38. № 7. С. 639–643.
3. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Коваль Н.Н., Щанин П.М. Генератор плазмы на основе несамостоятельного тлеющего разряда низкого давления с полым катодом большого объема // ПТЭ. 2011. № 1. С.151–156.
4. Ахмадеев Ю.Х., Денисов В.В., Коваль Н.Н., Ковальский С.С., Лопатин И.В., Щанин П.М., Яковлев В.В. Генерация однородной низкотемпературной газовой плазмы в импульсном несамостоятельном тлеющем разряде с полым катодом большой площади // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 1, С. 63–70.
5. Пастух И.М. Энергетическая модель азотирования в тлеющем разряде // ЖТФ. 2016. Т.86. В.1. С.78–85.
| Файл тезисов: | abstract. Островерхов Е.В ИСЭ СО РАН.docx |
К списку докладов