Представлены результаты исследования локальной струйной обработки поверхности медной пластины марки М1 высокочастотным индукционным (ВЧИ) разрядом пониженного давления. Экспериментально реализован устойчивый режим струйного ВЧИ-разряда при частоте 1,76 МГц и давлении порядка 30 кПа; варьировались основные технологические параметры процесса, включая ток и напряжение разряда, расход и геометрию струи. Показано, что струйная ВЧИ-обработка обеспечивает формирование локальной модифицированной зоны диаметром порядка 1,5 мм при минимальном тепловложении в прилегающие области. По данным сканирующей электронной и конфокальной лазерной микроскопии установлено сглаживание микрорельефа поверхности: параметр шероховатости Ra уменьшается с 0,82 до 0,50 мкм. Измерения микротвёрдости методом Виккерса выявили упрочнение приповерхностного слоя (HV0,2: 58 → 61). По результатам метода «лежачей капли» показано увеличение краевого угла смачивания с 80,2° до 86,4°, что указывает на снижение эффективной поверхностной энергии вследствие изменения микрорельефа и состояния тонкой оксидной плёнки. Электрохимические испытания в 0,5 М растворе NaCl не выявили существенного изменения потенциала разомкнутой цепи. Полученные результаты демонстрируют возможность управляемой локальной модификации рельефа и функциональных свойств поверхности меди М1 струйным ВЧИ-разрядом пониженного давления и подтверждают перспективность данного метода для предфинишной обработки медных деталей перед пайкой, нанесением покрытий и формированием электрических контактов.
The paper presents the results of an experimental study of local jet treatment of an M1-grade copper surface using a low-pressure radio-frequency inductive (RF) discharge. A stable jet RF discharge regime was implemented at a frequency of 1.76 MHz and a pressure of about 30 kPa; the main processing parameters, including discharge current and voltage as well as jet flow rate and geometry, were varied. It is shown that jet RF treatment provides the formation of a localized modified zone with a characteristic diameter of about 1.5 mm while ensuring minimal heat input to the adjacent areas. Scanning electron microscopy and confocal laser scanning microscopy reveal a smoothing of the surface microrelief: the roughness parameter Ra decreases from 0.82 to 0.50 µm. Microhardness measurements performed by the Vickers method indicate a moderate hardening of the near-surface layer (HV0.2: 58 → 61). Contact angle measurements using the sessile drop method show an in-crease in the static contact angle from 80.2° to 86.4°, which indicates a reduction in the effective surface energy associated with changes in the microrelief and the state of the thin oxide film. Electrochemical tests in a 0.5 M NaCl solution do not reveal a significant change in the open-circuit potential. The obtained results demonstrate the feasibility of controlled local modification of the surface relief and functional properties of M1 copper by low-pressure jet RF inductive discharge and confirm the applicability of this method for pre-finishing treatment of copper components prior to brazing, coating deposition, and formation of electrical contacts.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
