Электронно-лучевая и ионно-плазменная модификация электроизоляционных и диэлектрических конструкционных материалов импульсным форвакуумным плазменным источником электронов на основе дугового разряда (Итоговый, 2 этап)

В ходе реализации проекта в течение второго года были выполнены следующие работы и исследования. Проведены дополнительные исследования по генерации импульсного электронного пучка форвакуумным плазменным источником на основе контрагированного дугового разряда. Проведены исследования формирования пучковой плазмы в форвакуумном диапазоне давлений 4–20 Па с помощью импульсного низкоэнергетичного (до 8 кэВ) электронного пучка большого радиуса. Получены параметры пучковой плазмы, в том числе при облучении изолированной металлической и диэлектрической (керамической) мишеней. Установлено, что плотность пучковой плазмы вблизи облучаемой металлической мишени выше в случае, если мишень изолирована. При облучении диэлектрической мишени плотность пучковой плазмы так же выше, чем при заземленной металлической мишени либо без мишени (т.е. в случае расположения коллектора пучка на удаленном расстоянии от области измерения плотности плазмы). При этом плотность пучковой плазмы вблизи диэлектрической и металлической мишеней немонотонно зависит от ускоряющего напряжения. В частности, при достижении некоторого порогового ускоряющего напряжения, величина которого зависит от давления рабочего газа, плотность пучковой плазмы может существенно увеличиваться, после чего наблюдается уменьшение плотности плазмы по мере дальнейшего увеличения ускоряющего напряжения. Данный характер зависимости плотности пучковой плазмы обусловлено изменением отрицательного потенциала, приносимого электронным пучком на изолированную и диэлектрическую мишени. Проведены исследования по обработке диэлектрических материалов (керамика, полимеры) импульсным электронным пучком и пучковой плазмой. Получены характеристики и параметры поверхностей диэлектрических материалов, обработанных импульсным электронным пучком и пучковой плазмой при различных режимах обработки. В частности, показано, что обработка электронным пучком и пучковой плазмой позволяет изменять шероховатость, смачиваемость и микротвердость поверхности диэлектриков, а также оптические свойства (для прозрачных диэлектриков). Все запланированные на 2 этап проекта работы выполнены в полном объеме.