Реєстраційний номер
0220U102144,
0116U006159
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Розробка і дослідження потужних плазмодинамічних джерел, розвиток методів активної корпускулярної діагностики плазми та фізичних основ новітніх плазмових технологій.
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Гаркуша Ігор Євгенійович, Доктор фізико-математичних наук
Дата реєстрації
10-03-2020
Організація виконавець
Національний науковий центр "Харківський фізико-технічний інститут" Національної академії наук України
Опис етапу
Особливості перенесення енергії плазми до поверхні під час взаємодії плазми з поверхнями при наявності сильного магнітного поля були досліджені в нещодавно розробленому та побудованому квазістаціонарному плазмовому прискорювачі QSPA-M Ця нова установка для вивчення плазмо-поверхневої взаємодії (ППВ) здатна відтворювати впливи ELM (Edge Localized Mode), як з точки зору теплового навантаження, так і від потоку частинок на поверхню, а також забезпечувати транспортування плазми у зовнішньому магнітному полі, що імітує умови дивертора. Дослідження передачі енергії на поверхню матеріалу проводилися для різноманітного навантаження плазми та величини зовнішнього магнітного поля. Калориметрія, оптична емісійна спектроскопія та високошвидкісна зйомка використовувалися для визначення характеристик ППВ. При перпендикулярному налітанні плазми було показано, що перехідний плазмовий шар утворюється перед поверхнею зупиненням головної частини плазмового потоку навіть для досить невеликих плазмових навантажень, які не призводять до плавлення поверхні матеріалу. Густина плазми у приповерхневому шарі набагато вища ніж у потоці. Це призводить до виникнення ефекту екранування для передачі енергії на поверхню. Ефект екранування завдяки утворенню щільного плазмового шару перед поверхнею має сприятливу дію для збільшення часу експлуатації матеріалу, що опромінюється та є важливим для зменшення ерозії компонентів під час великої кількості ELM, що повторюються.
Опис продукції
Дослідження передачі енергії на поверхню матеріалу проводилися для різноманітного навантаження плазми та величини зовнішнього магнітного поля. Калориметрія, оптична емісійна спектроскопія та високошвидкісна зйомка використовувалися для визначення характеристик ППВ. При перпендикулярному налітанні плазми було показано, що перехідний плазмовий шар утворюється перед поверхнею зупиненням головної частини плазмового потоку навіть для досить невеликих плазмових навантажень, які не призводять до плавлення поверхні матеріалу. Густина плазми у приповерхневому шарі набагато вища ніж у потоці. Це призводить до виникнення ефекту екранування для передачі енергії на поверхню. Ефект екранування завдяки утворенню щільного плазмового шару перед поверхнею має сприятливу дію для збільшення часу експлуатації матеріалу, що опромінюється та є важливим для зменшення ерозії компонентів під час великої кількості ELM, що повторюються. Розроблено і застосовано імпульсний модулятор з регульованою скважністю (до 25кГц), амплітудою (до 1500 В) та тривалістю імпульсів (20-2000 мкс), що значно розширило технологічні можливості технології вакуумного напилення. На прикладі нержавіючої сталі (12Х17) показано, що розроблений модулятор доцільно використовувати на початку процесу осадження покриття, з поступовим зниженням скважності з ¼ до нуля, протягом 3-5 хвилин з напругою імпульсу до 400 В. Розроблено методику синтезу плівок Zr, Ti і ZrN, TiN (товщиною 50-70 нм) на поверхні медичного поліуретану вакуумно-дуговим засобом із допоміжним імпульсним модулятором, що забезпечує мінімізацію формування макрочастинок і дозволяє отримувати тонкі покриття на гнучких поліуретанових підкладках при температурі 60°С. На поверхні поліуретану утворюються однофазні полікристалічні плівки α-Zr і α-Ti гексагональної модифікації з розміром зерна 0,1 мкм. Дослідження фазового складу плівок нітриду титану і цирконію вказує на формування однофазних плівок ZrN і TiN з кубічною структурою.
Автори роботи
ЄЛІСЄЄВ Дмитро Вiталiйович
АКСЬОНОВ Микола Миколайович
БИРКА Олег Володимирович
ВОЛКОВА Юлiя Євгенiвна
ГЕРАЩЕНКО Станiслав Сергiйович
КОЗАЧОК Олександр Станiславович
КРУПНІК Людмила Iванiвна
КУЛИК Микола Васильович
ЛАДИГІНА Марина Сергiївна
МАРЧЕНКО Ганна Костянтинiвна
МАХЛАЙ Вадим Олександрович
МЕРЕНКОВА Тетяна Миколаївна
МУРАТОВ Ренат Муратович
НЕЗОВИБАТЬКО Юрiй Миколайови
ПЕТРОВ Юрiй Володимирович
СОЛОДОВЧЕНКО Сергiй Iванович
СОЛЯКОВ Дмитро Геннадiйович
СТАЛЬЦОВ Валерiй Валентинович
ТАРАН Валерiй Семенович
ЧЕБОТАРЬОВ Володимир Володимрович
ШЕВЧУК Павло Борисович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
