Образование наночастиц в потоке высокоэнтальпийной плазмы и нанесение их на поверхность - Гареев, Тимур Ильясович; Поздняков, Георгий Алексеевич (Materials. Technologies. Design, 2023)
В работе описан новый плазменный способ нанесения наноструктурированных покрытий из различных химических элементов и соединений. В качестве инструмента применен специально разработанный импульсный источник высокоэнтальпийного плазменного потока, содержащего химические элементы, из которых образуется покрытие – дисковый магнито- гидродинамический ускоритель (МГД-ускоритель). На вход ускорителя через сверхзвуковое сопло подается смесь инертного транспортного газа и газообразных прекурсоров. В канале МГД-ускорителя инициируется объемный разряд в поперечном магнитном поле и плазменный поток приобретает скорость в несколько км/с. Генерируемый ускорителем поток истекает в вакуумный объем и, расширяясь, остывает, что приводит к химическому преобразованию прекурсоров и конденсации целевых продуктов в виде наноразмерных частиц. Частицы, движущиеся со скоростью ускоренного потока, сталкиваются с обрабатываемой поверхностью и образуют на ней наноструктурированное покрытие. На подложке, установленной в ближней к ускорителю зоне, где конденсация еще не произошла, образуется аморфное гладкое покрытие. Время импульса плазменного потока 48 мс, скорость роста покрытия порядка 3 мкм/с. Основной целью работы была демонстрация возможности нанесения наночастиц на поверхность с высокими адгезией и производительностью. Предложено новое решение проблемы синтеза наночастиц в сверхзвуковой расширяющейся струе и нанесения структурированного покрытия.