Модифицирование поверхности материалов катодным пятном вакуумной дуги и разработка новых технологий плазмохимического синтеза материалов для создания сверхтвердых покрытий, углеродных нано- и микроструктур и порошковых композитов

Объект исследования: поверхность материалов, модифицированная высококонцентрированным источником плазменной энергии, локализованной в катодных пятнах вакуумно-дугового разряда.Цели: теоретические и экспериментальные исследования процесса модифицирования поверхностей материалов катодным пятном вакуумно-дугового разряда и разработка математической модели и расчет плазменно-эмиссионных систем технологического назначения. Теоретически решена задача о распределении напряженности электрического поля в плоскопараллельном промежутке, в который вводятся носители тока, с учетом объемного заряда как для “слабого”, так и для “сильного” электрических полей. Для случая произвольной эмиссии носителей тока в плоскопараллельный промежуток разработана математическая модель и получено выражение для вольт-амперной характеристики. Полученные расчетные соотношения дают возможность оптимизировать геометрию и электрический режим источников носителей тока при повышенных давлениях газа. Показана возможность с помощью обработки поверхности изделий катодными пятнами вакуумно-дугового разряда продлевать срок службы изделий и повышать их эксплуатационные свойства. Предложена и запатентована (подтверждено патентом РФ на изобретение № 2642243 Бюллетень № 3 от 24.01.2018) технология формирования микрорельефа на поверхности металлических изделий при обработке ее катодными пятнами вакуумно-дугового разряда. Технология может быть реализована в промышленном производстве изделий. Степень готовности внедрения - высокая.