+7 (800) 505-67-97

Исследование генерации импульсного электронного пучка в плазменном эмиттере на основе дугового разряда низкого давления

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Проскурина, Елена Александровна Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе представлен обзор методов генерации электронных пучков с плотностью энергии, достаточной для изменения фазового состояния поверхности металлических и металлокерамических материалов. Рассмотрены преимущества плазменных источников электронов и перспективность использования дугового разряда низкого давления в качестве источника эмиссионной плазмы. Описано устройство и принцип работы плазменного источника электронов на основе дугового разряда низкого давления «СОЛО». Проведены исследования характеристик генерируемого электронного пучка в зависимости от параметров эмиттера. А также с помощью эмиссионного и плоского зондов измерен потенциал плазмы в течение импульса тока разряда плазменного источника электронов с сеточной стабилизацией эмиссионной границы.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 15

1. Электронные источники с плазменным эмиттером ……………………………… 17

1.1. Электронный источник с плазменным катодом для генерации
ленточного пучка в форвакуумном диапазоне давлений ………………………… 17

1.2. Высокоэнергетичные источники электронов микросекундной и
субмикросекундной длительности (ГЕЗА) …………………………………………….. 22

1.3. Источник НСЭП «РИТМ» с плазменным анодом на основе
сильноточного отражательного разряда …………………………………………………. 25

1.4. Плазменный источник интенсивного низкоэнергетического
электронного пучка на основе дугового разряда низкого давления «СОЛО»
2. Зондовые методы диагностики плазмы ……………………………………………….. 36

2.1. Электрические зонды ……………………………………………………………………. 38

2.1.1. Плоский зонд с охранным кольцом………………………………………….. 39

2.1.2. Эмиссионный электрический зонд …………………………………………… 40

2.2. Методика измерения параметров плазмы плоским зондом с охранным
кольцом ………………………………………………………………………………………………… 41

2.3. Методика измерения параметров плазмы эмиссионным зондом …….. 46

3. Методика эксперимента ……………………………………………………………………… 49

3.1. Система измерения параметров плазмы плазменного источника
электронов «СОЛО» ……………………………………………………………………………… 50

3.1.1. Контроль и измерение токов в цепях электронного источника …. 50

3.1.2. Контроль ускоряющего напряжения ………………………………………… 51

3.1.3. Система газового питания электронного источника …………………. 52
3.1.4. Контроль импульсных сигналов в цепях электронного источника
3.2. Методика измерения плоским зондом с охранным кольцом …………… 53

3.3. Методика измерения эмиссионным зондом …………………………………… 57

4. Результаты эксперимента ……………………………………………………………………. 65

5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 81

5.1. Потенциальные потребители результатов исследования ………………… 82

5.2. Анализ конкурентных технических решений c позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………………… 82

5.3. SWOT-анализ ……………………………………………………………………………….. 85

5.4. План проекта ………………………………………………………………………………… 87

5.4.1. Структура работ в рамках научного исследования ……………………… 87

5.5. Определение трудоемкости выполнения работ ……………………………… 88

5.6. Разработка графика проведения научного исследования ……………….. 89

5.7. Бюджет научного исследования ……………………………………………………. 93

5.7.1. Расчет материальных затрат НТИ ……………………………………………. 94

5.7.2. Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ………………………………………………………………… 96

5.7.3. Основная заработная плата исполнителей темы……………………….. 97

5.7.4. Дополнительная заработная плата исполнительной системы ….. 100

5.7.5. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) . 100

5.7.6. Формирование бюджета затрат научно-исследовательского
проекта …………………………………………………………………………………………….. 101

5.8. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 102
6. Социальная ответственность …………………………………………………………….. 107

6.1. Производственная безопасность ………………………………………………….. 107

6.1.1. Анализ выявленных вредных факторов при проведении
исследования: …………………………………………………………………………………… 107

6.1.2. Анализ выявленных опасных факторов при проведении
исследования: …………………………………………………………………………………… 114

6.2. Экологическая безопасность ……………………………………………………….. 119

6.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………….. 119

6.4. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности . 122

Список используемой литературы ………………………………………………………….. 124

В настоящее время низкоэнергетические субмиллисекундные
электронные пучки с плазменным катодом активно применяются для
модифицирования поверхности металлических и металлокерамических
материалов, а также используются для исследований в этой области [1].
Модифицирование поверхности стали электронным пучком может включать в
себя несколько технологических операций, например, предварительный
нагрев, электронно-пучковую полировку, закалку, перемешивание в
поверхностном слое покрытия со стальной основой. Каждая операция требует
специфических параметров электронного пучка, которые, в общем случае,
различны для разных марок стали. Плазменный источник электронов может
работать в различных режимах обработки поверхностей металлов, так как
параметры в плазменном источнике электронов с плазменным катодом на
основе дугового или тлеющего разряда, и как правило для источников с
сеточной стабилизацией границы плазмы источника можно варьировать
независимо друг от друга. Следует развивать уже достигнутые параметры и
расширять диапазоны основных рабочих характеристик.
В рамках магистерской диссертации было проведено исследование
потенциала катодной плазмы в зависимости от параметров эмиттера,
поскольку существует необходимость контролировать процессы плазменно-
пучковой обработки для улучшения эксплуатационных свойств
металлических и металлокерамических изделий. Поэтому важно
контролировать такую характеристику разряда как потенциал плазмы,
который позволяет понять физические процессы, происходящие в ней и
прогнозировать ее свойства.
Для измерения потенциала плазмы существует целый ряд методик
диагностики плазмы, подразделяющихся на бесконтактные
(спектроскопическая, оптическая и термографическая) и контактные
(зондовая, электромагнитная, болометрическая). Особое место среди
перечисленных методов занимает зондовая диагностика плазмы,
предложенная Ленгмюром [2], которая, как и прочие контактные методы, не
вносит возмущения в плазму. Однако возмущения локализуются в слоях
плазмы, прилегающих к поверхности зонда, а параметры призондовой плазмы
удается связать с ее объемными характеристиками. А поскольку зонд может
выдержать ограниченный энергетический поток частиц, измерить им можно
только низкотемпературную плазму. Важным преимуществом данного метода
среди прочих является локальность измерений, простота используемой
аппаратуры и возможность подбора конструкции зонда под особенности
разряда.
Из множества известных конструкций зондов для измерения параметров
низкотемпературной плазмы наиболее эффективными являются плоский зонд
с охранным кольцом и «плавающий» эмиссионный зонд. Выбор плоского
зонда с охранным кольцом, в сравнении с обычным плоским (зонд Ленгмюра)
обусловлен тем, что его конструкция позволяет уменьшить влияние краевых
эффектов. А эмиссионный плавающий зонд непосредственно, в пределах
своей точности, указывает потенциал плазмы без последовательных
измерений по точкам или обработки полученных данных. Благодаря этому
эмиссионный зонд позволяет следить за изменениями потенциала плазмы
вплоть до нижних частот ВЧ-диапазона.
Зная, как зависит потенциал плазмы от параметров разряда можно не
только управлять параметрами разряда, но и модернизировать источник
электронов под определенные задачи и применения.
Таким образом целью данной работы является определение потенциала
плазмы в течение импульса тока разряда плазменного источника электронов с
сеточной стабилизацией эмиссионной границы.
Важным требованием при эффективной плазменной обработке деталей
является управление характеристиками газового разряда низкого давления.
Для исследований разряда главные задачи состоят в определении
распределения электрических потенциалов в разрядной ячейке, а также
разработать методику и оборудование для измерения катодного потенциала.
1. Электронные источники с плазменным эмиттером
В настоящее время существуют различные источники электронов с
плазменным эмиттером, которые используются для фундаментальных и
прикладных задач, например, обработки материалов в вакууме, полировки
металлов, модифицирования поверхности металлических изделий. Создание
источников с плазменным катодом обусловлено преимуществами перед
традиционно используемыми термоэмиссионными катодами, например, более
высокая плотность эмиссионного тока, способность к импульсной эмиссии,
более широкий диапазон давлений остаточного газа и ряд других. Важная
особенность плазменного катода состоит в возможности отбора из плазмы
практически всех электронов, генерируемых в разрядном промежутке. Это
обуславливает высокую эффективность эмиттера электронов такого типа [3].
Далее в главе приводятся действующие плазменные источники для генерации
электронного пучка, их конструкция и основные параметры, а также
достоинства и недостатки.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Исследование генерации импульсного электронного пучка в плазменном эмиттере на основе дугового разряда низкого давления»

    Последние выполненные заказы

    Глава 3 Совершенствование рекламной и PR деятельности спортивных клубов на примере АО ПФК ЦСКА
    Автор не первый раз выручает, очень нравится скорость и качество выполнения р...
    Фискальная деятельность таможенной службы. (на примере ООО Fortwine)
    Замечательно, как всегда. Спасибо за Вашу работу!
    Социальная защита детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, в РФ, как социальном государстве
    Работа выполнена в соответствии с требованиями учебного заведения и точно в с...
    Разработка системы навигации для малых космических аппаратов
    Доволен работой автора
    Контрольно-надзорная деятельность государства: система, элементы и проблемы определения её границ
    Эксперт супер! Выполнил работу в срок, внес все необходимые корректировки. Вс...
    Составление плана и введения в магистерскую диссертацию
    Отличный эксперт! Рекомендую обращаться к данному автору! 10/10/10
    Организация работы службы доставки в ресторане Якитория
    Доволен работой автора
    Синтаксические ошибки школьников приоднородных членах предложения
    Автор хороший, вежливый. Работу выполняет быстро, на сообщения отвечает быстро.
    Тема:"Спецпроекты в новой газете, тематическая направленность и жанровая форма публикации "
    Доволен работой автора

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Оптимизация разрядного контура возбуждения CuBr лазера
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Импульсный плазмохимический синтез углеродсодержащих композитов на основе TiO2
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Автономная следящая система для комплекса цифровой радиографии
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)