ТЕХНОЛОГИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТИ С ПОТОКОМ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлен анализ подходов к изучению взаимодействия поверхности с потоком заряженных частиц с целью повышения эффективности процесса низкотемпературной плазменной модификации поверхностного слоя. Результаты анализа показали, что изучать взаимодействие теоретически достаточно сложно, поэтому представляет интерес его экспериментальное изучение с использованием методов электрохимии, позволяющих исследовать явления смачивания и растекания помещенной на поверхность жидкости, которые вызваны процессами молекулярного взаимодействия. Разработана технология изучения процесса взаимодействия поверхности с потоком заряженных частиц низкотемпературной плазмы. В основу технологии положено взаимодействие поверхности с имитатором потока частиц, в качестве которого использован водный 3,0 %-ный раствор соли NaCl. В ходе изучения установлено, во-первых, что на результаты взаимодействия активное влияние оказывают химические процессы между поверхностью и ионами раствора, зависящие от значения подаваемого на поверхность потенциала электростатического поля, а также ее микрорельеф, во-вторых, что основным пограничным процессом, протекающим при взаимодействии поверхности с раствором, является процесс адсорбции. Представлены данные анализа последствий воздействия на поверхность плазмы, подтвердившие достоверность результатов изучения, поскольку протекание химических процессов и процессов адсорбции здесь также имеет место. В целом представленные в статье материалы позволили сделать вывод о том, что разработанная технология делает возможным определение условий, обеспечивающих повышение эффективности процесса низкотемпературной плазменной модификации в направлении улучшения показателей как поверхностных (электрохимических), так и объемных (физико-механических и электрофизических) свойств, если использовать ее как в исходном состоянии, поверхности, так и в состоянии, измененном под воздействием частиц плазмы.

Об авторах

Борис Максович Бржозовский

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)

ORCID iD: 0009-0005-8486-4467
профессор, доктор технических наук

Елена Петровна Зинина

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)

Владимир Васильевич Мартынов

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН)

ORCID iD: 0000-0002-4177-0963
доктор технических наук

Список литературы

  1. Бржозовский Б.М., Зинина Е.П., Мартынов В.В. Основные результаты и направления дальнейших исследований по низкотемпературному плазменному формированию композитных структур на рабочих поверхностях геометрически сложных металлических изделий // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2022. № 8 (134). С. 20-26.
  2. Ролдугин В.И. Физикохимия поверхности: учебник-монография. Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011. 568 с.
  3. Глушков В.Л., Еркович О.С. Характеристики поверхности щелочных металлов с учетом дискретности кристаллической решетки и фриделевских осцилляций электронной плотности // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 4. С. 75-89.
  4. Партенский М.В. Самосогласованная электронная теория металлической поверхности // Успехи физических наук. 1979. Т. 128. Вып. 1., № 5. С. 69-106.
  5. Вольф Г.В., Федоров Д.В. Самосогласованный отклик электронной плотности кристаллической пленки меди на внешнее электростатическое поле // Физика твердого тела. 2001. Т. 43. Вып. 3. С. 385-390.
  6. Инженерия поверхности деталей: под ред. А.Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2008. 320 с.
  7. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания и растекания. М.: Химия, 1976. 232 с.
  8. Никитенков Н.Н. Основы анализа поверхности твердых тел методами атомной физики: учеб. пособие. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012. 203 с.
  9. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М.: Химия, 1974. 416 с.
  10. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А. Введение в электрохимическую кинетику. М.: Высшая школа, 1983. 400 с.
  11. Салем Р.Р. Теория двойного слоя. М.: Физматлит, 2003. 104 с.
  12. Chevalliot S., Kuiper S., Heikenfeld J. Experimental Validation of the Invariance of Electrowetting Contact Angle Saturation // J. Adhesion Sci. Technol. 2011. doi: 10.1163/156856111X599580.
  13. Klarman D., Andelman D., Urbakh M. A Model of Electrowetting, Reversed Electrowetting, Contact Angle Saturation // arXiv:1102.0791v3[cond-mat.soft] 18 Apr 2011.
  14. Формирование композитных структур на поверхностях сложного профиля воздействием низкотемпературной плазмы комбинированного разряда: монография / Б.М. Бржозовский, Е.П. Зинина, В.В. Мартынов, Е.С. Плешакова. Старый Оскол: ТНТ, 2017. 140 с.
  15. Brzhozovskii B., Zinina E., Martynov V., Zakharevich A. The effect of pressure in the working chamber of a processing unit on the quality indicators of the composite structure formed in the metal product surface layer at low-temperature plasma modification // Vacuum, 2022, 205. 111403.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).