Проведены экспериментальные исследования сильного локального взаимодействия импульсных микроплазменных разрядов с образцами из стали-45 при возбуждении в разрядах импульсных электрических токов с амплитудами от 100 А до 650 А. В результате микроплазменной обработки на поверхности образцов формируется сплошной переплавленный слой на глубину до 20 мкм с развитым микрорельефом, который характеризуется сильно измененными физическими, микрогеометрическими и триботехническими свойствами металла. Созданный в результате воздействия микроплазменных разрядов на поверхности образцов микрорельеф обладает прочностными свойствами, существенно превосходящими соответствующие свойства стальных образцов, подвергнутых стандартной термической объёмной закалке.
Проведены экспериментальные исследования сильного локального взаимодействия микроплазменных разрядов с образцами из стали–45 при возбуждении импульсных электрических токов в разрядах с амплитудами от 100 до 600 А. При этом на поверхности образцов формируется сплошной переплавленный слой, который характеризуется сильно измененными микрогеометрическими, физическими и триботехническими свойствами металла. Определены режимы возбуждения микроплазменных разрядов, в результате воздействия которых на поверхности образцов создается развитый микрорельеф. Его прочностные свойства существенно превосходят соответствующие характеристики стальных образцов после стандартной термической закалки.
Экспериментально исследовано изменение поверхности микрочастиц меламин-формальдегида (MF-R) (диаметр 4,12±0,09 мкм) в плазме тлеющего разряда постоянного тока в неоне, аргоне и смеси аргон-кислород (Ar-90%, O2-10%) при их экспозиции в плазме в течение 10, 20, 40, 60 минут. Микрочастицы размещались в составе упорядоченных плазменно-пылевых структур с последующим их извлечением. Приведены результаты исследования профиля поверхностного слоя микрочастиц методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Обсуждаются оценочные количественные данные о деструкции поверхностного слоя и характере его модификации. Проведены расчеты реальной площади просканированных с помощью АСМ участков поверхности частиц при помощи фрактального анализа.
В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований по генерации и свойствам одиночной и множественных плазменных струй, сформированных диэлектрическим барьерным разрядом в потоке атмосферного воздуха. Показано, что применение плазменных струй весьма эффективно для повышения смачиваемости поверхности полиэтиленовых труб и улучшения их адгезионных свойств по отношению к пенополиуретану, широко используемому для теплоизоляции труб, применяемых в жилищно-коммунальном хозяйстве, нефтегазовой промышленности и т. п. Плазменные струи в потоке воздуха представляют большой практический интерес, поскольку замена дорогостоящего инертного плазмообразующего газа на окружающий воздух кардинально упрощает и удешевляет плазменную технологию модификации полимерных поверхностей и открывает возможность ее широкого внедрения в практику.
Обработка поверхности GaN (без травления материала) в высокочастотном индукционном (ВЧИ) разряде в газе BCl3 является перспективным методом изготовления омических контактов с низким сопротивлением для полевых транзисторов на основе GaN. В ряде случаев такая обработка в BCl3-плазме приводит к деградации омического контакта, так как радикалы BClx склонны к образованию полимеров типа BxCly. В настоящей работе рассмотрены механизмы воздействия BCl3 плазмы ВЧИ-разряда на поверхность GaN. С помощью численного моделирования плазмы определены соответствующие значения пороговых энергий ионов, при которых происходит удаление полимерной пленки BxCly и инициируется процесс травления GaN. Показано, что промежуточный режим плазменной обработки поверхности без осаждения полимера и без травления GaN реализуется в интервале энергий ионов 32÷60 эВ.
Изучено изменение поверхностных свойств семян пшеницы под воздействием нетермической плазмы, инициируемой тлеющим разрядом атмосферного давления в аргоне. Воздействие на оболочку семени неравновесной плазмы тлеющего разряда атмосферного давления приводит к модификации поверхности семени, заключающееся в проявлении на поверхности семени мелкоячеистой сетчатой структуры. При увеличении длительности воздействия или мощности разряда эффекты травления на поверхности семени усиливаются, но при этом скорость прорастания семян не увеличивается с интенсификацией параметров обработки.
В статье представлены результаты плазмохимической обработки воды и исследования ее влияния на всхожесть семян ярового ячменя, а также на динамику начального роста растений. Водопроводную воду обрабатывали диафрагменным разрядом переменного тока при амплитудных значениях напряжения 4 кВ и тока разряда 50 мА. Получены осциллограммы тока и напряжения на электродах, спектры излучения плазмы. Измерены значения удельной электропроводности воды, значения рН, концентрации нитрит- и нитрат-ионов, а также пероксида водорода в обработанной воде. Показано, что использование воды после плазмохимической обработки приводит к повышению всхожести семян и ускорению развития растений на ранних стадиях.
Исследованы селективности травления диоксида кремния к фоторезисту, а также к кремнию в различных условиях низкотемпературной фторуглеродной ВЧ-плазме. Получены результаты по неравномерности скорости травления диоксида кремния и фоторезиста при различных условиях по поверхности кремниевой подложки диаметром 150 мм. Было установлено, что селективность травления диоксида кремния к фоторезисту и неравномерность травления обоих материалов сильно зависят от давления внутри камеры и состава газовой смеси и в меньшей степени от мощности ВЧ-разряда. Полученные результаты были использованы для травления диоксида кремния через фоторезистивную маску для формирования двуслойной защитной маски
Представлены результаты плазмохимической обработки воды и исследования ее влияния на всхожесть семян огурцов, а также на динамику начального роста растений. Водопроводную воду обрабатывали импульсным подводным разрядом, формирующимся в парогазовых пузырьках у поверхности погруженного в воду графитового электрода. Разряд горел при амплитудных значениях напряжения 800 В и тока разряда 200 мА. Получены осциллограммы тока и напряжения на электродах, измерены значения удельной электропроводности воды, значения рН, концентрации нитрит- и нитрат-ионов, а также пероксида водорода в обработанной воде. Показано, что использование воды после плазмохимической обработки повышает всхожесть семян, ускоряет развитие корневой системы, рост стебля и листьев на ранних стадиях развития растений.
Проведено нульмерное стационарное моделирование СВЧ-разряда в парах воды при атмосферном и пониженном давлениях и постоянной температуре газа. Использовалась модель реактора непрерывного перемешивания. Проведено совместное решение уравнений баланса для нейтральных и заряженных компонент плазмы, уравнения Больцмана для электронов плазмы и уравнения для стационарного распределения СВЧ-поля в объеме, заполненном плазмой. Получены зависимости различных пара-метров разряда (величины СВЧ-поля, концентраций всех компонент) от вложенной удельной мощности WV. Показано, что при пониженном давлении при одной и той же вложенной удельной мощности величина СВЧ-поля в плазме существенно меньше, а концентрация электронов выше, чем при атмосферном давлении. При атмосферном давлении в интервале рассмотренных значений WV плазма воды электроотрицательна, причем квазинейтральность поддерживается отрицательным ионом OH-.
При давлении 30 Торр и вложенной удельной мощности 60–70 кВт/см3 происходит пе-реход от электроотрицательной к электроположительной плазме.