Научный архив: статьи

Представлены результаты экспериментально-теоретического исследования струйного электрического разряда с жидкой плазмообразующей средой при взаимодействии с алюминием. Разряд реализован в конфигурации“струйный анод-алюминиевый катод“ при атмосферном давлении в различных диапазонах таких параметров, как напряжение, скорость струи (диаметр струи 2 мм), удельная электропроводность раствора, температура. По данным высокоскоростной визуализации установлены две типовые геометрии канала: продольная-вдоль тела струи и приповерхностная-в форме конусообразного светящегося объема на границе“жидкость-газ-металл“. Выявлен пороговый переход от электрохимического режима (около 200 В, пузырькообразование, без формирования разряда) к импульсно-плазменному (около 700 В) с токовыми импульсами амплитудой 1,0…1,2 А и длительностью до 500 мкс. Эмиссионная спектроскопия показала присутствие полос ОН (A-X), (B-X) и линий H I, Na I, N I, Al I; по Штарк-уширению линий водорода оценена концентрация электронов. Термография зафиксировала локальный максимум температуры струйного анода в зоне контакта около 64 C со спадом к комнатному фону.

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.