Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий

Предложен метод создания газовых смесей, предназначенных для получения покрытий сложного состава в ионно-плазменных установках. Особенностью метода является предварительная циклическая продувка смесительной камеры для создания в ней атмосферы, состоящей не менее чем на 99,9% из одного компонента сме...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2017
Автори:	Сысоев, Ю.А., Сердюк, И.В., Доломанов, А.В., Ковтеба, Д.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2017
Назва видання:	Вопросы атомной науки и техники
Теми:	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136017
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий / Ю.А. Сысоев, И.В. Сердюк, А.В. Доломанов, Д.В. Ковтеба // Вопросы атомной науки и техники. — 2017. — № 2. — С. 178-183. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-136017
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1360172018-06-16T03:04:00Z Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий Сысоев, Ю.А. Сердюк, И.В. Доломанов, А.В. Ковтеба, Д.В. Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Предложен метод создания газовых смесей, предназначенных для получения покрытий сложного состава в ионно-плазменных установках. Особенностью метода является предварительная циклическая продувка смесительной камеры для создания в ней атмосферы, состоящей не менее чем на 99,9% из одного компонента смеси. В дальнейшем по заданному процентному соотношению газов в смеси осуществляется последовательная подача газовых компонентов до соответствующих парциальных давлений. На основе метода был разработан промышленно применимый генератор газовых смесей (для случая трех газов). Генератор газовых смесей характеризуют высокие производительность создания газовых смесей и точность соотношения компонентов в смеси (погрешность по каждому компоненту не превышает 0,1%). Применение разработанного генератора газовых смесей в процессах ионно-плазменной обработки обеспечит получение покрытий с высокими эксплуатационными свойствами. Запропоновано метод створення газових сумішей, призначених для отримання покриттів богатокомпонентного складу в іонно-плазмових установках. Особливістю методу є попереднє циклічне продування камери змішувача для створення в ній атмосфери, що складається не менше ніж на 99,9% з одного компонента суміші. Надалі за заданим процентним співвідношенням газів у суміші здійснюється послідовна подача газових компонентів до відповідних парціальних тисків. На основі методу був розроблений генератор газових сумішей (для випадку трьох газів), який можна промислово застосовувати. Генератор газових сумішей характеризують високі продуктивність створення газових сумішей і точність співвідношення компонентів у суміші (похибка з кожного компонента не перевищує 0,1%). Застосування розробленого генератора газових сумішей в процесах іонно-плазмової обробки забезпечить отримання покриттів з оптимальними властивостями. Method of the gas mixtures comprising of intended producing complex composition coatings for ion-plasma systems is proposed. The method is based on creating certain values of gaseous components partial pressure in the mixing chamber. Preliminary cyclic blowing of the mixing chamber for the atmosphere including not less than 99.9% of one component mixture is the peculiarity of the method. Henceforth according to the percentage of gases in a mixture consistent supply of gas components is provided up to respective partial pressures. For the gas mixtures genera-tor that implements the proposed method hardware and software were developed. Gas mixtures generator is characterized by precision of the gas mixtures with high productivity and accuracy of the components ratio in the mixture (error of each component does not exceed 0.1%). 2017 Article Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий / Ю.А. Сысоев, И.В. Сердюк, А.В. Доломанов, Д.В. Ковтеба // Вопросы атомной науки и техники. — 2017. — № 2. — С. 178-183. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 1562-6016 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136017 537.311.33 ru Вопросы атомной науки и техники Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Физика радиационных и ионно-плазменных технологий
spellingShingle	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Сысоев, Ю.А. Сердюк, И.В. Доломанов, А.В. Ковтеба, Д.В. Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий Вопросы атомной науки и техники
description	Предложен метод создания газовых смесей, предназначенных для получения покрытий сложного состава в ионно-плазменных установках. Особенностью метода является предварительная циклическая продувка смесительной камеры для создания в ней атмосферы, состоящей не менее чем на 99,9% из одного компонента смеси. В дальнейшем по заданному процентному соотношению газов в смеси осуществляется последовательная подача газовых компонентов до соответствующих парциальных давлений. На основе метода был разработан промышленно применимый генератор газовых смесей (для случая трех газов). Генератор газовых смесей характеризуют высокие производительность создания газовых смесей и точность соотношения компонентов в смеси (погрешность по каждому компоненту не превышает 0,1%). Применение разработанного генератора газовых смесей в процессах ионно-плазменной обработки обеспечит получение покрытий с высокими эксплуатационными свойствами.
format	Article
author	Сысоев, Ю.А. Сердюк, И.В. Доломанов, А.В. Ковтеба, Д.В.
author_facet	Сысоев, Ю.А. Сердюк, И.В. Доломанов, А.В. Ковтеба, Д.В.
author_sort	Сысоев, Ю.А.
title	Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий
title_short	Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий
title_full	Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий
title_fullStr	Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий
title_full_unstemmed	Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий
title_sort	генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий
publisher	Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Физика радиационных и ионно-плазменных технологий
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/136017
citation_txt	Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий / Ю.А. Сысоев, И.В. Сердюк, А.В. Доломанов, Д.В. Ковтеба // Вопросы атомной науки и техники. — 2017. — № 2. — С. 178-183. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series	Вопросы атомной науки и техники
work_keys_str_mv	AT sysoevûa generatorgazovyhsmesejdlâionnoplazmennyhtehnologij AT serdûkiv generatorgazovyhsmesejdlâionnoplazmennyhtehnologij AT dolomanovav generatorgazovyhsmesejdlâionnoplazmennyhtehnologij AT kovtebadv generatorgazovyhsmesejdlâionnoplazmennyhtehnologij
first_indexed	2025-07-09T21:20:38Z
last_indexed	2025-07-09T21:20:38Z
_version_	1837205858287616000
fulltext	178 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2017. №2(108) УДК 537.311.33 ГЕНЕРАТОР ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Ю.А. Сысоев, И.В. Сердюк, А.В. Доломанов, Д.В. Ковтеба* Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Харьков, Украина; *Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», Харьков, Украина Предложен метод создания газовых смесей, предназначенных для получения покрытий сложного состава в ионно-плазменных установках. Особенностью метода является предварительная циклическая продувка смесительной камеры для создания в ней атмосферы, состоящей не менее чем на 99,9% из одного компонен- та смеси. В дальнейшем по заданному процентному соотношению газов в смеси осуществляется последова- тельная подача газовых компонентов до соответствующих парциальных давлений. На основе метода был разработан промышленно применимый генератор газовых смесей (для случая трех газов). Генератор газо- вых смесей характеризуют высокие производительность создания газовых смесей и точность соотношения компонентов в смеси (погрешность по каждому компоненту не превышает 0,1%). Применение разработан- ного генератора газовых смесей в процессах ионно-плазменной обработки обеспечит получение покрытий с высокими эксплуатационными свойствами. ВВЕДЕНИЕ Исследования и опыт эксплуатации покрытий, полученных ионно-плазменными методами, показы- вают, что наиболее высокими характеристиками обладают покрытия, имеющие сложный состав. Для получения покрытий сложного состава в рабочем объеме установки необходимо наличие как мини- мум двух реакционных газов (например, С2Н2 и N) с заданным парциальным давлением каждого из них. Кроме того, на практике в реакционные газовые смеси часто добавляют аргон, улучшающий процесс осаждения покрытий, а также повышающий микро- твердость покрытий [1]. Известны публикации [2–5], в которых для полу- чения покрытий и обработки поверхности исполь- зуют газовые смеси. Их применение позволяет по- лучать покрытия с уникальными свойствами, при- чем наиболее высокие характеристики покрытий обеспечиваются при определенных пропорциях га- зов в смеси. Для широкого внедрения процессов получения таких покрытий необходимо наличие устройств – генераторов газовых смесей (ГГС), ра- ботающих в составе ионно-плазменных установок. Разработка достаточно простых, промышленно применимых ГГС является актуальной задачей. Первые разработки оборудования для создания смесей газов с целью их применения в ионно- плазменных процессах относятся к началу 90-х го- дов прошлого века [6, 7]. Уже тогда наметился раз- личный подход к принципам получения газовых смесей заданного состава. Первый (динамический) метод основывался на способе создания смеси пу- тем поддержания закритического перепада давления на калиброванных соплах [6], второй – на создании смеси в предварительно откачанной смесительной камере путем последовательной подачи в нее пор- ций газов [7]. Обоим методам присущи как достоин- ства, так и недостатки. Устройства, работающие на принципе поддер- жания закритического перепада давлений на калиб- рованных соплах, когда в узком сечении сопла уста- навливается критическая скорость, равная местной скорости звука, не лишены ряда существенных не- достатков. К основным их недостаткам относятся: сравнительно низкая точность обеспечения заданно- го процентного соотношения компонентов в смеси (погрешность на уровне и выше 1%) и использова- ние калиброванных сопел, массовый расход газа через которые зависит от его коэффициента Пуан- сона. Основным достоинством таких газосмесителей является получение смеси заданного состава в лю- бой момент времени без затрат времени на предва- рительную подготовку. В основу смешивания газов путем последова- тельной подачи их порций в предварительно отка- чанную смесительную камеру (статический метод) был положен принцип, применяющийся при выра- щивании эпитаксиальных пленок [8, 9]. Разработан- ный в [10] метод характеризуется высокой точно- стью соотношения газов в смеси. Для обеспечения такой точности необходимо равенство давлений исходных газов и равенство объемов подаваемых в смесительную камеру доз. Кроме того, высокая точ- ность газосмешения обеспечивается только при определенной временной последовательности пода- чи доз составляющих газов. Эти требования были выполнены при разработке ГГС, обеспечивающего точность соотношения газов в смеси с погрешно- стью менее 0,1% по каждому компоненту. Основ- ными недостатками, сдерживающими промышлен- ное применение такого ГГС, являются его достаточ- но высокие сложность изготовления и затраты вре- мени на приготовление смеси газов. Метод создания газовых смесей подачей порций газов получил дальнейшее развитие. В модифици- рованном способе создание парциальных давлений компонентов осуществляется подачей порций газов в смесительную камеру с проверкой перед каждой ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2017. №2(108) 179 подаваемой порцией условия достижения требуемо- го парциального давления данного газа с заданным допуском. Способ обеспечивает создание смесей с высокой задаваемой точностью соотношения газов в смеси (погрешность 0,1% и менее), однако его реа- лизация на практике достаточно сложна. Так, в со- став устройства, работающего на данном принципе, должны входить блок стабилизации входного дав- ления и узел дозирования по каждому газу. На практике часто применяют способ получения смеси газов, заключающийся в последовательном напуске в рабочий баллон нескольких газов из от- дельных баллонов с высоким давлением [11]. Про- центное содержание компонента (mА либо mБ) в сме- си из двух газов при приготовлении ее данным ме- тодом определяют из выражения A A Б 100%,A p m p p   (1) где рА – парциальное давление газа А в баллоне со смесью; рБ – парциальное давление газа Б в баллоне со смесью газов. Рассмотренный метод получения газовых смесей широко применяется в лабораторной практике, при этом состав полученной смеси часто контролирует- ся с помощью газовых хроматографов [11]. В произ- водстве данный метод малоприменим вследствие низкой оперативности приготовления смеси газов и сравнительно невысокой точности соотношения компонентов в смеси. К сожалению, в большинстве известных работ не приводится описание оборудования для получения смесей газов, не для всех технологических процес- сов даются парциальные давления компонентов в смеси и не говорится о точности их процентного соотношения. Вместе с тем, для широкого примене- ния газовых смесей в ионно-плазменных технологи- ях получения покрытий сложного состава необхо- димо наличие ГГС, работающих в составе устано- вок. Такие ГГС должны обеспечивать создание мно- гокомпонентных смесей газов с заданным соотно- шением компонентов, необходимой производитель- ностью и возможностью достаточно оперативного изменения состава смеси. Целью настоящей работы являются разработка метода формирования многокомпонентных смесей газов, сочетающего высокие производительность и точность соотношения компонентов в смеси, и со- здание на его основе достаточно простого, промыш- ленно применимого ГГС. 1. МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОВОЙ СМЕСИ Для достижения поставленной цели и упроще- ния процесса создания газовой смеси был разрабо- тан новый метод получения многокомпонентных смесей газов. Предложенный метод реализуется в два этапа. На первом осуществляется предваритель- ная циклическая продувка смесительной камеры одним из газов, входящим в состав смеси. На втором этапе происходит непосредственное создание смеси путем последовательной подачи газов в смеситель- ную камеру до парциальных давлений, соответ- ствующих заданному процентному содержанию их в смеси. Основными преимуществами данного метода являются: отсутствие необходимости обеспечения равенства входного давления газов и их дозирова- ния порциями равного объема. Предварительная циклическая продувка смеси- тельной камеры одним из газов, входящих в смесь, создает в ней атмосферу, состоящую из этого газа. Продувка заключается в подаче до определенного давления в смесительную камеру газа, а затем в сбросе содержимого камеры в окружающую атмо- сферу. Количество циклов продувки и создаваемое при этом давление в камере определяют остаточное процентное содержание газа в ней. Для примера, в табл. 1 показано содержание азота, а в табл. 2  со- держание в смесительной камере газа, не входящего в состав атмосферы, после каждого цикла продувки. Как видно из приведенных данных, даже отсутствие газа в исходной атмосфере уже после 5-го цикла продувки обеспечивает его содержание в смеси- тельной камере на уровне 99,97%. Таблица 1 Содержание азота в смесительной камере после очередной ее продувки Цикл продувки (подача N2 до 5 атм – сброс давления) Состав атмосферы в смесительной камере, % N2 О2 Осталь- ные газы Исходная атмосфера 78,08 20,95 0,97 1 95,62 4,19 0,19 2 99,12 0,84 0,04 3 99,82 0,17 0,01 4 99,965 0,035 0 Таблица 2 Содержание газа Х, не входящего в состав атмосферы, в смесительной камере после очередной ее продувки Цикл продувки (подача газа Х до 5 атм – сброс давления) Состав атмосферы в смесительной камере, % N2 О2 Осталь- ные газы Х Исходная атмосфера 78,08 20,95 0,97 0 1 15,62 4,19 0,19 80,00 2 3,12 0,84 0,04 96,00 3 0,62 0,17 0,01 99,20 4 0,124 0,034 0 99,842 5 0,03 0 0 99,97 Для процесса продувки следует выбирать газ ис- ходя из процентного содержания его в создаваемой смеси, поскольку его начальное содержание в сме- сительной камере имеет атмосферное давление. Необходимо отметить, что колебания атмосферного 180 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2017. №2(108) давления в данном случае не влияют на точность содержания этого газа в смеси, поскольку в даль- нейшем его парциальное давление устанавливается на заданном уровне. Выбор газа для продувки сле- дует делать исходя также из его стоимости, по- скольку при четырех циклах продувки происходит потеря ~ 2,67%, а при пяти ~ 3,33% начального со- держимого стандартного 40-литрового газового баллона высокого давления (рнач = 150 атм). Непроизводительные потери газа являются недо- статком данного метода. Однако его преимущества – отсутствие предварительной откачки смеситель- ной камеры (отпадает необходимость в форвакуум- ном насосе), связанных с этим затрат электроэнер- гии и необходимости контроля остаточного давле- ния, компенсируют основной недостаток метода. Достоинством использования продувки является также сокращение общего времени приготовления смеси газов. Это связано с тем, что время одного цикла продувки не превышает 10 с (при объеме ка- меры, равном 10 л, и нагнетаемом давлении 5 атм), поэтому общее время продувки намного меньше времени откачки камеры объемом 10 л, к тому же в смесительной камере при этом создается атмосфер- ное давление одного из компонентов смеси, что до- полнительно повышает производительность метода. По завершении продувки в предложенном мето- де идет создание смеси последовательной подачей газов до создания ими в смесительной камере пар- циальных давлений (рА, рВ, рС), определяемых за- данным процентным составом газовой смеси в соот- ветствии с законом Дальтона: А В N СК...р р р р    , (2) где р СК – давление в смесительной камере после окончания приготовления смеси газов. Достоинством такого подхода является возмож- ность использования одного датчика давления, а не трех основных (как в [10]), что снимает потребность в калибровке. Сам датчик давления при этом может быть взят высокой точности (с основной погрешно- стью измерений не более 0,1% от диапазона). Для точного достижения заданных парциальных давлений газов необходимо в каналах их подачи применять управляемые клапаны, уменьшающие расход газа при приближении к заданному уровню давления. Такое управление можно организовать с помощью ПИД-регулятора. При его настройке осо- бое внимание следует обращать на отсутствие пере- регулировки, которая на этапе создания смеси недо- пустима (в отличие от этапа продувки). 2. РАЗРАБОТКА ГГС Создание газовых смесей из трех газов предло- женным методом осуществлялось с помощью разра- ботанного ГГС, блок-схема которого показана на рис. 1. Функционально в ГГС можно выделить ме- ханическую и управляющую части, особенности построения и работы которых приведены ниже. Рис. 1. Блок-схема ГГС: А, В, С – баллоны с газами; СК – смесительная камера; СУ – система управле- ния; РА, РВ, РС – редукторы; КА, КВ, КС – управляе- мые клапаны; КП – клапан продувки; КВК – выходной клапан; Д – датчик давления 2.1. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ГГС Внешний вид механической части ГГС показан на рис. 2. Рис. 2. Механическая часть ГГС: 1 – корпус; 2 – выходной клапан; 3 – смесительная камера; 4 – подключение к выходному штуцеру; 5 – стягивающие шпильки; 6 – пропорциональный клапан EV-260B 6В; 7 – катушка пропорционального клапана BK024D; 8 – соединительные шланги; 9 – входные штуцеры; 10 – регулируемые ножки Основные особенности механической части представленного ГГС следующие. Смесительной камерой являлся отрезок бесшовной цельнотянутой трубы, заглушенный через уплотнения с обеих сто- рон фланцами, объем камеры равнялся 10 л. На од- ном фланце были смонтированы управляемые кла- паны КА, КВ, КС и датчик давления Д, на другом – электрически управляемые клапаны КП и КВК, име- ющие два состояния – «открыт–закрыт». Внутри смесительной камеры был установлен вентилятор (на рис. 1 не показан). В качестве управляемых кла- панов КА, КВ, КС использовались пропорциональные электромагнитные клапаны типа EV-260B 6В с ка- 1 2 3 4 5 6 7 9 8 10 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2017. №2(108) 181 тушкой BK024D фирмы Danfoss, имеющие расход- ные характеристики, показанные на рис. 3. 0,5 0,7 0,9 м 3 /ч 3 2 1 0,8 0,6 ∆ р , 1 0 5 П а 1 2 а Расход, % мА300 600 100 0 б Рис. 3. Зависимость расхода газа через клапан от перепада давлений (а) и тока через катушку управления (б): 1 – клапан EV-260B 6В; 2 – EV-260B 12В В качестве баллонов со смешиваемыми газами А, В, С использовались стандартные бесшовные цель- нотянутые 40-литровые баллоны высокого давления (рнач = 150 атм), снабженные газовыми двухступен- чатыми редукторами (РА, РВ, РС), тип которых соот- ветствовал сорту редуцируемого газа. Для сброса давления в режиме продувки и пода- чи смеси в технологическую камеру использовались позиционно управляемые электромагнитные клапа- ны прямого действия типа EV210A фирмы Danfoss (клапаны КП и КВК на рис.1). Повышение точности датчика давления Д типа 40РС фирмы Honeywell (основная погрешность по паспорту ±0,2%) до клас- са 0,1 достигалось его предварительной индивиду- альной градуировкой на испытательном стенде ка- либратором давления Метран 517 классом точности 0,01. 2.2. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГГС Работа ГГС осуществляется системой управле- ния (рис. 4) с помощью пульта (рис. 5), смонтиро- ванного на верхней панели ГГС. Рис. 4. Основные платы системы управления ГГС Рис. 5. Пульт системы управления ГГС Работа системы управления в режиме подготов- ки газовой смеси выполняется по алгоритму, пока- занному на рис. 6. Для реализации алгоритма были разработаны подпрограммы: – обработки сигналов клавиатуры при задании процентного содержания газов в смеси; – вычисления парциальных давлений газов; – вычисления очередности подачи газов в смеси- тельную камеру по содержанию их в смеси от мак- симального к минимальному и определения газа с максимальным содержанием как продувочного; – продувки смесительной камеры; – создания парциальных давлений газов в смеси- тельной камере в установленной очередности. Процесс создания смеси газов по алгоритму (см. рис. 6) состоит из последовательных этапов, что позволило в схемотехническом решении СУ исполь- зовать один ПИД-регулятор (с автоматически изме- няемыми коэффициентами на каждом этапе). 182 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2017. №2(108) Рис. 6. Алгоритм работы системы управления После завершения приготовления смеси газов ее отбор в технологическую камеру установки проис- ходит через открытый клапан КВК (см. рис. 1). Регу- лирование расхода осуществляется системой авто- матической подачи газа установки ионно- плазменного напыления. При продолжительном времени между отборами смеси предусмотрено ее перемешивание вентилятором, установленным в смесительной камере. ГГС, разработанный на основе предложенного метода, позволяет создавать смесь из трех газов с возможностью изменения содержания каждого газа в диапазоне 0…100%, с шагом задания содержания компонента 0,1% и погрешностью не более 0,1% по каждому газу. Его характеризует простота кон- струкции, меньшая стоимость изготовления (отсут- ствие форвакуумного насоса) и малое время приго- товления смеси газов (не более 3 мин в камере объ- емом 10 л), что выгодно отличает его от предыду- щих модификаций ГГС, работающих на иных прин- ципах создания смесей газов. В настоящее время созданный ГГС успешно проходит испытания в лаборатории разработки и исследования интенсивных ионно-плазменных тех- нологий ННЦ ХФТИ. ВЫВОДЫ 1. Разработан метод создания газовых смесей с предварительной циклической продувкой смеси- тельной камеры, обеспечивающий высокие точность содержания компонентов в смеси и производитель- ность. 2. На основе предложенного метода разработан ГГС, предназначенный для работы в составе ионно- плазменной установки. Заложенные в конструкцию ГГС технические решения обеспечивают подготов- ку смесей из трех газов с возможностью изменения содержания каждого газа в диапазоне 0…100%, с шагом задания содержания компонента 0,1% и по- грешностью не более 0,1% по каждому газу. От предыдущих модификаций ГГС, работающих на иных принципах создания смесей, его отличает про- стота конструкции, меньшая стоимость изготовле- ния (отсутствие форвакуумного насоса) и малое время приготовления смеси газов (не более 3 мин в камере объемом 10 л). 3. Первые результаты эксплуатации разработан- ного ГГС в лаборатории разработки и исследования интенсивных ионно-плазменных технологий ННЦ ХФТИ подтверждают его технические характери- стики. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. В.А. Белоус, Ю.А. Заднепровский, Н.С. Ломи- но, О.В. Соболь. Роль аргона в газовой смеси с азо- том при получении нитридных конденсатов системы Ti-Si-N в вакуумно-дуговых процессах осаждения // ЖТФ. 2013, т. 83, в. 7, с. 69-76. 2. L. Suzuki. Tribological performance of a sput- tered MоS2 film in air, N2, O2 and H2O environments at pressures from 10 -5 Pa to 10 5 Pa // J. of the Society of Tribologists and Lubrication Engineers. 2001, v. 57, N 1, p. 23-29. 3. R. Coller, P. Torri, M.A. Baker, R. Gilmore, W. Gissler. The deposition of low-friction TiN-MoSx hard coatings by a combined arc evaporation and mag- netron sputter process // Surface and Coatings Techno- logy. 1999, v. 120-121, p. 453-457. 4. L.A. Dobrzanski, M. Adamiak. Structure and properties of the TiN and Ti(C, N) coatings deposited in the PVD process on the high-speed steels // J. of Mate- rials Processing Technology. 2003, v. 133, p. 50-62. 5. M.J. Frenklash. The role of hydrogen in vapor deposition of diamond // J. Appl. Phys. 1989, v. 65, N 12, p. 5142-5149. 6. С.М. Бугров, Д.К. Симоновский, П.Г. Биндер, М.Н. Ковалев. Устройство динамического смешения газов // Современное электротермическое оборудо- вание для поверхностного упрочнения деталей ма- шин и инструментов: Tез. докл. симп. М.: «Ин- формэлектро», 1990, с. 20-21. 7. Ю.А. Сысоев, А.В. Козаченко, А.А. Севенко. Получение газовых смесей с заданным соотношени- ем компонентов // Новые технологии в машино- строении: Матер. Междунар. конференции, Рыбачье 20–23 сентября 1992, с. 59-62. 8. W. van Sark, J. Hogenkamp, J. van Suchtelen, L. Giling. Computer automation of the Palse Reactor, a pulse operated low-pressure metal organic vapor phase epitaxy machine // Rev. Sci. Instrum. 1990, v. 61, N 1, p. 146-157. 9. Patent DK 8 702 096, 1988. 10. Пат. №85625 Україна, МПК В01F3/00. Спосіб підготовки суміші газів для технологічних устано- вок заданого відсоткового складу і пристрій для його реалізації / Сисоєв Ю.О., Костюк Г.І., Ев- ко Ю.С., Сисоєв А.Ю. №а 2007 05543; заявл. 21.05.2007; надрук. 10.02.2009. Бюл. №3. 11. А.К. Вершина. Комбинированная плазменно- вакуумная обработка дереворежущего инструмента // Электронная обработка материалов. 2009, №3, c. 86-91. Статья поступила в редакцию 17.02.2017 г. ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2017. №2(108) 183 ГЕНЕРАТОР ГАЗОВИХ СУМІШЕЙ ДЛЯ ІОННО-ПЛАЗМОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ Ю.О. Сисоєв, І.В. Сердюк, А.В. Доломанов, Д.В. Ковтеба Запропоновано метод створення газових сумішей, призначених для отримання покриттів богатокомпо- нентного складу в іонно-плазмових установках. Особливістю методу є попереднє циклічне продування ка- мери змішувача для створення в ній атмосфери, що складається не менше ніж на 99,9% з одного компонента суміші. Надалі за заданим процентним співвідношенням газів у суміші здійснюється послідовна подача га- зових компонентів до відповідних парціальних тисків. На основі методу був розроблений генератор газових сумішей (для випадку трьох газів), який можна промислово застосовувати. Генератор газових сумішей хара- ктеризують високі продуктивність створення газових сумішей і точність співвідношення компонентів у су- міші (похибка з кожного компонента не перевищує 0,1%). Застосування розробленого генератора газових сумішей в процесах іонно-плазмової обробки забезпечить отримання покриттів з оптимальними властивос- тями. THE GAS MIXTURES GENERATOR FOR ION-PLASMA TECHNOLOGIES Yu.A. Sysoiev, I.V. Serdyuk, А.V. Dolomanov, D.V. Kovteba Method of the gas mixes composing intended the producing complex composition coatings for ion-plasma sys- tems is proposed. The method is based on creating certain values of gaseous components partial pressure in the mix- ing chamber. Preliminary cyclic blowing of the mixing chamber for the atmosphere including not less than 99.9% of one component mixture is the peculiarity of the method. Henceforth according to the percentage of gases in a mix- ture consistent supply of gas components is provided up to respective partial pressures. For the gas mixtures genera- tor that implements the proposed method hardware and software were developed. Gas mixtures generator is charac- terized by precision gas mixtures high productivity and accuracy of the components ratio in the mixture (error of each component does not exceed 0.1%).

Генератор газовых смесей для ионно-плазменных технологий

Репозитарії

Схожі ресурси