Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 635212)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Электрические разряды постоянного и высокочастотного тока с проточными и непроточными электролитическими электродами в процессах модификации материалов и изделий при пониженных давлениях (190,00 руб.)

0   0
Первый авторГайсин Ал. Ф.
АвторыАбдуллин И. Ш., Казан. нац. исслед. технол. ун-т
ИздательствоКНИТУ
Страниц188
ID302797
АннотацияВ монографии систематизированы и обобщены результаты экспериментальных и теоретических исследований электрических разрядов постоянного и высокочастотного тока со струйными электролитическими электродами в процессах модификации материалов и изделий при пониженных давлениях. Рассмотрены особенности электрического пробоя вдоль струйного электролитического катода, формы многоканального разряда и аномального тлеющего разряда между струйным, капельным и пористым электролитическим катодом и твердым анодом, а также между струйным электролитическим анодом и струйным электролитическим катодом. Особое внимание уделено изучению механизма горения многоканального разряда при пониженных давлениях и разработке на его основе новых технологий модификации поверхности материалов и изделий. Впервые представлены результаты экспериментального исследования высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) между электролитическим и металлическим электродами со струей электролита в широком диапазоне давления. Приведена математическая модель высокочастотной плазменной обработки твердых тел при пониженном давлении.
Кому рекомендованоПредназначена для широкого круга научных работников и специалистов, занимающихся вопросами физики и техники низкотемпературной плазмы, преподавателей, инженеров-технологов, аспирантов, магистров и бакалавров вузов.
ISBN978-5-7882-1582-2
УДК533.9
ББК30.3:31.29
Гайсин, Ал. Ф. Электрические разряды постоянного и высокочастотного тока с проточными и непроточными электролитическими электродами в процессах модификации материалов и изделий при пониженных давлениях : монография / И.Ш. Абдуллин; Казан. нац. исслед. технол. ун-т; Ал. Ф. Гайсин .— Казань : КНИТУ, 2013 .— 188 с. : ил. — Библиогр. в конце глав .— ISBN 978-5-7882-1582-2 .— URL: https://rucont.ru/efd/302797 (дата обращения: 13.05.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Рассмотрены особенности электрического пробоя вдоль струйного электролитического катода, формы многоканального разряда и аномального тлеющего разряда между струйным, капельным и пористым электролитическим катодом и твердым анодом, а также между струйным электролитическим анодом и струйным электролитическим катодом. <...> Особое внимание уделено изучению механизма горения многоканального разряда при пониженных давлениях и разработке на его основе новых технологий модификации поверхности материалов и изделий. <...> Впервые представлены результаты экспериментального исследования высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) между электролитическим и металлическим электродами со струей электролита в широком диапазоне давления. <...> Ф., Абдуллин И. Ш., 2013 © Казанский национальный исследовательский технологический университет , 2013 - 2 - ПРЕДИСЛОВИЕ Электрические разряды в газе между металлическими электродами изучены достаточно хорошо [1-17 и др.] <...> . Одним из новых способов получения низкотемпературной плазмы является использование электрического разряда между металлическим и электролитическим электродами [18-107 и др.] <...> Интерес к плазменным разрядам с жидким электродом для использования в технологических целях заключается в том, что в нем сочетаются свойства двух технологий: химической и плазменной. <...> Актуальность исследований в этом направлении обусловливается целым рядом причин, среди которых дешевизна, высокая степень чистоты технологических процессов с применением неравновесной плазмы парогазового разряда с электролитными электродами и др. <...> В настоящее время практически отсутствуют экспериментальные исследования электрического разряда постоянного и ВЧЕ-тока между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при пониженных давлениях. <...> Существующие устройства и способы получения парогазового разряда с электролитическими электродами имеют ограниченные возможности. <...> Не изучены физические <...>
Электрические_разряды_постоянного_и_высокочастотного_тока_с_проточными_и_непроточными_электролитическими_электродами_в_процессах_модификации_материалов_и_изделий_при_пониженных_давлениях.pdf
УДК 533.9 ББК 30.3:31.29 Электрические разряды постоянного и высокочастотного тока с проточными и непроточными электролитическими электродами в процессах модификации материалов и изделий при пониженных давлениях : монография / Ал. Ф. Гайсин, И. Ш. Абдуллин; М-во образ. и науки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2013. – 188 с. ISBN 978-5-7882-1582-2 В монографии систематизированы и обобщены результаты экспериментальных и теоретических исследований электрических разрядов постоянного и высокочастотного тока со струйными электролитическими электродами в процессах модификации материалов и изделий при пониженных давлениях. Рассмотрены особенности электрического пробоя вдоль струйного электролитического катода, формы многоканального разряда и аномального тлеющего разряда между струйным, капельным и пористым электролитическим катодом и твердым анодом, а также между струйным электролитическим анодом и струйным электролитическим катодом. Особое внимание уделено изучению механизма горения многоканального разряда при пониженных давлениях и разработке на его основе новых технологий модификации поверхности материалов и изделий. Впервые представлены результаты экспериментального исследования высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) между электролитическим и металлическим электродами со струей электролита в широком диапазоне давления. Приведена математическая модель высокочастотной плазменной обработки твердых тел при пониженном давлении. Предназначена для широкого круга научных работников и специалистов, занимающихся вопросами физики и техники низкотемпературной плазмы, преподавателей, инженеров-технологов, аспирантов, магистров и бакалавров вузов. Рецензенты: д-р. техн. наук, проф. В.В. Кудинов (Институт материаловедения и металлургии им. А.А. Байкова); д-р. техн. наук, проф. Р.Р. Зиганшин (зам. ген. директора по научно-техническому развитию ОАО «Вакууммаш») ISBN 978-5-7882-1582-2 © Гайсин Ал. Ф., Абдуллин И. Ш., 2013 © Казанский национальный исследовательский технологический университет , 2013 - 2 -
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ............................................................................................................. 3 Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ГАЗЕ МЕЖДУ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ И ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДАМИ................................. 8 1.1. Зажигание электрического разряда между твердым и электролитическим электродами ................................. 8 1.2. Особенности горения электрического разряда между электролитическим катодом и твердым анодом ......... 10 1.3. Некоторые особенности электрического разряда между электролитическим анодом и твердым катодом ........................................................................... 25 1.4. Электрический разряд между струйным электролитическим и твердым электродами ............... 27 1.5. Практическое применение электрического разряда между электролитическим и твердым электродами ... 31 Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ ...................................... 46 схема 2.1. Функциональная плазменной установки, экспериментальной работающей при пониженных давлениях ................................................. 46 2.2. Высоковольтная экспериментальная установка (выходное напряжение до 4000 В при токе 10 А) ...... 49 2.3. Высоковольтная экспериментальная установка (выходное напряжение 1500 В при токе 2 А) ............. 52 2.4. Вакуумная система экспериментальной установки ... 52 2.5. Разрядная камера с электролитической ванной .......... 56 2.6. Устройство для получения электрического разряда между струйным (капельным) электролитическим катодом и твердым анодом при пониженных давлениях ........................................................................ 58 2.7. Экспериментальная установка для исследования высокочастотного (f = 13,56 МГц) емкостного разряда (ВЧЕР) между электролитическим и металлическим электродами ......................................... 59 182
Стр.182
2.8. Измерительная аппаратура и методика проведения экспериментов, оценка точности измерений .............. 61 Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА МЕЖДУ СТРУЙНЫМ (КАПЕЛЬНЫМ) ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ КАТОДОМ И ТВЕРДЫМ АНОДОМ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ.. 64 3.1. Особенности электрического пробоя вдоль струйного электролитического катода при пониженных давлениях ................................................. 64 3.2. Формы МР и АТР между струйным электролитическим катодом и твердым анодом ......... 68 3.3. Вольт-амперные характеристики аномального тлеющего разряда между струйным электролитическим катодом (растворы NaCl, NaHCO3, NH4Cl в технической воде) и твердым анодом (медь М1, сталь Х18Н9Т, алюминий АМЦ40, эбонит) ............................................................. 72 3.3.1. ВАХ аномального тлеющего разряда между струйным электролитическим катодом из хлорида натрия (NaCl) в технической воде и медным анодом ............................................................................. 72 3.3.2. ВАХ аномального тлеющего разряда между струйным электролитическим катодом из гидрокарбоната натрия (NaHCO3) в технической воде и медным анодом .................................................. 74 3.3.3. ВАХ аномального тлеющего разряда между струйным электролитическим катодом из хлористого аммония (NH4Cl) в технической воде и медным анодом .............................................................. 76 3.3.4. ВАХ аномального тлеющего разряда между струйным электролитическим катодом из хлорида натрия (NaCl) и анодом из эбонита .............................. 78 3.4. Формы и характеристики аномального тлеющего разряда между капельным электролитическим катодом и медным анодом ............................................ 79 183
Стр.183
3.5. Распределение потенциала и напряженности электрического поля вдоль струйного электролитического катода ........................................... 80 3.6. Распределения значения плотности вероятности тока АТР ……................................................................. 82 3.7. Колебания тока электрического разряда между струйным электролитическим катодом и медным анодом ............................................................................. 83 3.8. Локальная, струйная, одновременная очистка и полировка поверхности меди М1 и стали Х18Н9Т .... 86 3.9. Локальное, струйное повышение твердости на поверхности (медь М1 и алюминий АМЦ40) ............. 88 3.10. Уравнение регрессии для нахождения оптимальных режимов локальной, струйной очистки с одновременной полировкой поверхности меди .......... 89 Глава 4. НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА МЕЖДУ СТРУЙНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ АНОДОМ И ПОРИСТЫМ КАТОДОМ...................................................................................... 94 4.1. Формы электрического разряда между струйным электролитическим анодом и катодом (твердый, пористый) .......................................................................................... 94 4.2. Развитие электрического разряда между капельным электролитическим анодом и пористым катодом .................. 101 4.3. Вольт-амперные характеристики тлеющего разряда между струйным электролитическим анодом (твердый, пористый и струйный) и катодом .................................................................. 103 4.4. Гистограммы распределения значения напряжения и тока разряда ............................................................................................... 103 4.5. Устройство для получения электрического разряда между струйным электролитическим анодом и пористым катодом .............................................................................................. 104 4.6. Очистка поверхности меди тлеющим разрядом между струйным электролитическим анодом и пористым катодом .............................................................................................. 106 184
Стр.184
Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА МЕЖДУ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ КАТОДОМ И МЕТАЛЛИЧЕСКИМ АНОДОМ, ПОГРУЖЕННЫМ В ЭЛЕКТРОЛИТ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ ................................................................................................ 108 5.1. Аномальный тлеющий разряд с металлическим анодом, погруженным в электролитический катод с турбулентным перемешиванием ............................................................................. 108 5.1.1. Формы аномального тлеющего разряда в электролитическом катоде с турбулентным перемешиванием ............................................................................. 109 5.1.2. Вольт-амперные характеристики аномального тлеющего разряда в электролите с турбулентным перемешиванием ... 111 5.2. Механизм очистки и полировки поверхности металлического анода .................................................................... 112 Глава 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА МЕЖДУ ПРОТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ АНОДОМ И МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КАТОДОМ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ .......................................... 116 6.1. Переход аномального тлеющего разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом в многоканальный разряд ................................................................ 116 6.2. Вольт-амперные характеристики разряда и падение напряжения в электролитическом аноде .................................. 117 6.3. Распределение потенциала и напряженности электрического поля для электрических разрядов (АТР и МР) между электролитическим анодом и металлическим катодом .............................................................................................. 120 6.4. Колебания тока электрического разряда .................................. 121 6.5. Обобщение экспериментальных данных с использованием методов теории подобия и размерности ................................... 122 Глава 7. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЕМКОСТНОГО РАЗРЯДА СО СТРУЙНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ ПРИ ПОНИЖЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ ........................................................ 126 185
Стр.185
7.1. Формы и плотности тока электрического ВЧЕ-разряда между электролитическим и металлическим электродами напряжения ....................................................................................... 126 7.2. Особенности высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) со струйным электролитическим электродом ......... 128 7.3. Некоторые особенности развития высокочастотного емкостного разряда (ВЧЕР) между капельно-струйным электролитическим электродом и проточной электролитической ячейкой ......................................................... 133 7.4. Высокочастотный емкостной разряд (ВЧЕР) при пониженных давлениях с металлическим электродом, погруженным в электролит .......................................................... 138 Глава 8. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ ....................... 144 8.1. Математическая модель квазинейтральной ВЧ-плазмы пониженного давления .................................................................. 149 8.1.1. Система краевых задач .................................................................. 149 8.1.2. Необходимые условия разрешимости системы краевых задач .................................................................................................... 155 8.2. Математическая модель слоя положительного заряда возле обрабатываемого тела ......................................................... 161 8.2.1. Структура СПЗ у поверхности обрабатываемого тела ......... 161 8.2.2. Система задач «предслоя» ............................................................ 164 8.2.3. Система задач двойного слоя и СПЗ .......................................... 167 8.3. Обсуждение модели ....................................................................... 169 8.4. Результаты теоретических исследований ................................. 170 8.4.1. Постановка задачи численного экспериментирования ......... 170 8.4.2. Концентрация электронов ............................................................ 172 8.4.3. Напряженность магнитного поля ............................................... 173 8.4.4. Напряженность электрического поля ........................................ 174 8.4.5. Температура плазменной струи .................................................. 175 Заключение ............................................................................................................. 181 186
Стр.186