Характеристики струйного многоканального разряда между электролитическим анодом (проточный и непроточный) и металлическим катодом при атмосферном давлении тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

На правах рукописи

ГУМЕРОВ АЙРАТ ЗАВДАТОВИЧ

ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУЙНОГО МНОГОКАНАЛЬНОГО РАЗРЯДА МЕЖДУ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ АНОДОМ (ПРОТОЧНЫЙ И НЕПРОТОЧНЫЙ) И МЕТАЛЛИЧЕСКИМ КАТОДОМ ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ

Специальность' 01 02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 2006

Работа выполнена на кафедре техническом физики Казанского государственного технического университета им А.Н Туполева (КАИ) и кафедре электротехники и электроники Камской государственной инженерно-экономической академии (КамПИ)

Научный руководитель - доктор фи¡ико-математических наук,

профессор Гайсин Ф.М

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Абдуллин И.Ш доктор технических наук,

профессор Зиганшин Р Р

Ведущая организация - ОАО Казанский завод

«Электроприбор»

Защита состоится «28» марта 2006 года в Ш часов на заседании диссертационного совета Д212.079 02 при Казанском государственном техническом университете им А.Н. Туполева но адресу 420011, г Казань, ул К.Маркса, 10

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им А Н. Туполева

Автореферат разослан «26» февраля 2006 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук,

доцент А.Г. Каримова

мое А

ОБЩАЯ ХАРАКIСРИСТИКА РАБОТ Ы Актуальность темы В настоящие время большой интерес представляют многоканальные разряды в парогазовой среде с электролитическими электродами Низкотемпературная плазма многоканального разряда с электролитическими электродами обладает множеством областей практических применений. Например, очистка и полировка, упрочнение металлических поверхностей, одностадийная технология получения порошка из углеродистых и инструментальных сталей, синтез органических соединений в растворах электролитов, очистка воды, стерилизация растворов и изделий Необходимость исследований многоканальных разрядов с электролитическими электродами проявляется также при электрохимической и электротермической обработках материалов. Режимами горения многоканального разряда можно легко управлять путем изменения величины тока, концентрации и состава электролита Обработка изделий с помощью плазмы многоканального разряда между металлическим и электролитическим электродами возможна, когда другие методы более трудоемки и дороги или их невозможно применять по другим причинам (например, экологическим)

Многоканальные разряды между металлическим и электролитическим электродами являются полезными не только с точки зрения технологических применений, но и имеют важное значение для изучения физических явлений.

Несмотря на вышеуказанные достоинства, характеристики струйного многоканального разряда между металлическим катодом и электролитическим анодом практически не изучены. Не установлены характеристики и основные виды струйных многоканальных разрядов между электролитическим анодом и металлическим катодом Не выявлен механизм такого разряда Не изучены и не разработаны' различные способы и устройства получения неравновесной плазмы многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом Все это задерживает разработку и создание плазменных установок и новых технологических процессов с использованием струйных мноюканальных разрядов с электролитическими анодами и их внедрение в производство

Целью данной работы является установление закономерности физических процессов, протекающих в струйном многоканальном разряде между металлическим катодом и электролитическим анодом при атмосферном давлении и создание на их основе устройств получения струйного многоканального разряда с электролитическим анодом для практического применения в плазменной технике и технологии.

Задачи исследования:

1. Создать экспериментальную установку для исследования струйного многоканального разряда между металлическим к(Шщщ__(охлаждаемый и

•йгаг')

неохлаждаемыи) и элекфолитическим анодом (проточный и непроточный) при атмосферном давлении в широком диапазоне межэлем родного расстояния (/=1-100 мм), диаметра катода (^,=5 40 мм) и тока (/ 0 01 50 А)

2 Провести комплексные экспериментальные исследования зажигания разряда, вольтамперных характеристик, структуры струйного мноюканального разряда, распределения потенциала и напряженности электрического поля, плотности тока на металлическом катоде и электролитическом аноде

3 Изучить границу раздела между плазмой и электролитическим анодом.

4 Обобщить ВАХ струйного мноюканального разряда между металлическим катодом и проточным электролитическим анодом при атмосферном давлении, больших юках и межэлектродных расстояниях

5 Разработать устройства для получения струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом

6. Разработать устройства и методики для получения мелкодисперсного порошка из сталей марок СтальЗ, 45, У8, упрочнения поверхности металлических изделий; очистки поверхности металлов при помощи струйного многоканального разряда с электролитическим анодом.

Научная новизна исследований:

1 Установлена возможность горения струйного многоканального разряда с проточным электролитическим анодом при атмосферном давлении и в широком диапазоне токов (/=0,01 50 А), диаметра металлического катода (¿„=5-40 мм) и межэлектродных расстояний (/~ 1-100 мм)

2. Изучена граница раздела между плазмой струйного многоканального разряда и проточным электролитическим анодом. Выявлено, что при больших токах (/-5 А) регулярная поверхностная рябь на поверхности электролитического анода переходит в бурлящую вспененную зону турбулентного перемешивания.

3 Исследовано развитие струйного многоканальною разряда между проточным электролитическим анодом и металлическим катодом (охлаждаемый и неохлаждаемый)

4. Создано устройство для получения струйного многоканального разряда с проточным электролитическим анодом и металлическим катодом при атмосферном давлении и в широком диапазоне параметров /, ¿к, I

5. Разработаны устройства и методики'

- получения ферромагнитного порошка из различных марок сталей (СтальЗ, 45, У8) при помощи струйного многоканального разряда с электролитическим анодом;

- упрочнения поверхности металлических изделий в струйном многоканальном разряде с электролитическим анодом;

очистки поверхности металлов при помощи струйного многоканальною разряда с электролитическим анодом

Практическая ценность. Результаты исследования служа1 основой для понимания физических процессов, происходящих в струйном многоканальном разряде с проточным электролитическим анодом для использования в плазменной технике и технологии, щшмохимии и электронике Результаты обобщения ВАХ можно рекомендовав для расчета плазменных установок с проточными электролшическими анодами в широком диапазоне тока, межэлектродного расстояния и диаметра ме1аллического катода.

Работа выполнялась но программе Минобразования Российской Федерации «Научные исследования в обласш производственных технологий» по разделу «Радиационные технологии создания и исследования объектов в машиностроении и приборостроении» (2004 г.)

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Результаты комплексного экспериментальною исследования, зажигания разряда, падения напряжения на электролитическом аноде, вольтамперных харакгеристик, структуры разряда, распределения потенциала и напряженноеIи электрического поля, плотности юка на электролитическом аноде и металлическом катоде.

2. Результаты экспериментальных исследований развития процессов на границе раздела между плазмой и электролитическим анодом.

3. Устройства для получения струйного многоканального разряда с проточным электролитическим анодом и его электрические и тепловые характеристики.

4 Методики получения мелкодис перс ною порошка из сталей, упрочнения, очистки поверхности материалов (сплавы цветных металлов) в многоканальном разряде с проточным электролитическим анодом.

Степень достоверности научных результатов определяется применением физически обоснованных меюдик измерений, проведением исследований с использованием разных методов и сравнением их результатов с известными опытными и теоретическими данными других авторов. Все эксперименты проводились с применением современных измерительных приборов высшею класса точности на стабильно функционирующей установке с хорошей воспроизводимостью опытных данных, обработанных на ЭВМ с применением методов математической статистики.

Апробация рабо!ы. Основные результаты данной диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах школе по плазмохимии №10 для молодых ученых России, Иваново, ИГХТУ, 2002 г.;

Второй международной научно-практической конференции <<Исс юдование рафабо1ки и применение высоких технологий в промышленности» Санкт-Петербург. 2006 г, Международной молодежной научной конференции «Туполевские чтениям, посвященной 1000-легию города Казани, Казань, КГТУ им АН Туполева, 2005, международной конференции «Автоматизация и информационные технологии», I Набережные Челны, 2002 I ; межвузовской научно-технической конференции «Вузовская наука -России», г Набережные Челны, 2005 г, научно-технических семинарах КамПИ, КГТУ им А Н Туполева

Личный вклад автора в работу. Личный вклад автора в работы, вошедшие в диссершцию, является определяющим Автором создана экспериментальная установка в соответствии с целями исследования, проведены эксперименты, выполнены обработка, анализ и обобщения экспериментальных результатов

Публикации. По теме диссертации опубликовано I) печатных рабог (одна статья, один материал конференции и 9 тезисов доклада)

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы Работа изложена на 126 страницах Из них 78 страниц машинописного текста, содержит 45 рисунков, 3 таблицы и список литературы из 129 источников отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, ее цель, формируются задачи исследования, основные защищаемые положения и научная новизна результатов

В первой главе проведен анализ известных экспериментальных и теоретических исследований парогазовых разрядов, горящих между электролитическим (непроточные и проточные) и металлическим электродами, а также обсуждаются области их практических применений, сформулированы задачи диссертационной работы

Во второй главе приведены описания экспериментальной установки Экспериментальная установка предназначена для исследования электрического разряда в диапазоне параметров напряжений разряда и~0,2-5 кВ, токов /^0,01 50 А и межэлектродных расстояний I 1 -100 мм Структурная схема установки, реализующая перечисленные условия, представлена на рисунке 1

Основными частями экспериментальной установки являются система электрического питания /, система контроля II и рабочая система III Блок разрядной камеры с системой подачи и очистки электролита, источник

питания с быстродействующей системой защиты от коротких замыканий, система контроля, управления и регулирования электрических и техно югических параметров Источник питания, состоящий из регулятора напряжения 15. повышающего трансформатора 14 и блока выпрямителей 13, обеспечивает подачу регулируемого постоянного напряжения по гокоподводом на разрядный промежуток.

Рисунок 1 - Структурная схема экспериментальной установки для исследования струйного многоканального разряда между проточным электролитическим анодом и металлическим катодом 1 - стабилизатор напряжения, 2 - система контроля межэлеюродного расстояния, 3 ~ система контроля параметров электролита, 4 система контроля электрических параметров разряда, 5 - вытяжная вентиляция; б - насос перекачки электролита. 7 -фильтр для очистки электролита, 8 емкость с элетпротитом, 9 насос подачи электролита в электролитическую ванну; 10 - электролитическая ванна, 11 -металлический катод с системой охлаждения, 12 держатель металлического катода с приводом, 13 - блок выпрямителей, 14 - трансформатор, 15 регулятор напряжения, 1 - система электрического питания, II- система контроля, III - рабочая система

Блок разрядной камеры содержит емкости для злектролша Н и 10 Электролит во время работы постоянно перекачивается и; нижней емкости в верхнюю и через дренажное отверстие вновь с ¡екает в нижнюю, благодаря чему происходит его постоянное перемешивание На дне верхней емкости установлена изолированная от корпуса анодная электродная плас1ина Во время экспериментальных исследований электролит нагревается и загрязняется Для поддержания посюянства характеристик электролита используются системы очистки и охлаждения электролита Для охлаждения твердою металлическою катода используется водопроводная вода

До начала экспериментов металлические катоды подвергались тренировке электрическим разрядом ВАХ струйного mhoi оканальною разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом измерялись с помощью вольтметров М 367 класса точности 0,5, амперметром Ц4311 класса точности 0,5 и мультиметром MY68 класса точности 0,5. Относительные погрешности измерения напряжения разряда не превышали 1,5% Для каждого набора значений межэлектродного расстояния, состава и концентрации электролита регистрация параметров струйного мноюканальною разряда проводилась не менее 7 раз Фотографирование разряда осуществлялось фотоаппаратами «Rower 3 2», «Зенит», а также на видеокамеру «Sony» Температура электролита контролировалась при помощи ртутного термометра ТН4 М с ценой деления 0,2 °С, а также цифровым прибором M890G с точностью ±0,5%. При определении распределения потенциала и напряженности электрического поля менялось расстояние между металлическим катодом и проточным электролитическим анодом и фиксировалось изменение напряжения горения разряда с изменением расстояния при постоянной величине тока. Для определения падения напряжения на электролитическом аноде применяли вольтметр М 367 класса точности 0,5 и цифровой мультиметр D1832В При этом один вывод вольтметра соединяли с токоподводящей пластиной на дне электролитической ванны, а второй вывод при помощи вольфрамового зонда расположили на верхней границе электролитического анода Осредненная плотность тока на электродах определялась как отношение тока разряда к площади катодного или анодного пятна Площади катодного и анодного пя!ен определялись путем измерения их диаметров с помощью микроскопа типа СП-52 с погрешностью ± 0,05 мм.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом в диапазоне /=0,01-50 Л, /=0-100 мм для различного состава (техническая и очищенная вода, растворы CuS04, NaCl в очищенной воде) и концентрации электролита В экспериментах в качестве металлического катода (охлаждаемый и неохлаждаемый) использованы медь, сталь марок СтальЗ, У8, 45 с различными геометрическими размерами (¿„=5-40 мм).

Проведены экспериментальные исследования напряжения зажигания в зависимости от межэлектродного расстояния, материала и диаметра металлического катода В качестве проточного электролитического анода использовались очищенная и техническая вода и растворы солей ЫаС1. Си304 различной концентрации Сравнение зависимостей напряжения зажигания от межэлектродного расстояния с обобщенной кривой Пашена приведено на рисунке 2

Как видно из рисунка 2, напряжение зажигания разряда при использовании в качестве металлического катода меди значительно выше, чем при стальном катоде С уменьшением глубины электролита величина напряжения зажигания разряда также уменьшается На величину напряжения разряда существенно влияет электролит В случае использовании в качестве проточного электролитического анода 1 %-го раствора №С1 напряжение зажи! ания значительно ниже, чем при использовании технической воды.

и, В

Рисунок 2 - Сравнение эксперимешальных данных с обобщенной кривой Пашена

(кривая 5)

1 - катод - медь, анод - техническая вода, глубина электролита - 56 мм, 2 - катод -сталь 45, анод - техническая вода, глубина электролита - 56 мм, 3 - катод - сталь 45, анод - техническая вода, глубина электролита - 28 мм, 4 - кагод - ааль 45, анод - 1 %-ый раствор ЫаС1, глубина электролига 56 мм

В связи с тем, что падение напряжения на электролитическом аноде влияет на величину значения напряжения разряда, характерные зависимости падения напряжения на проточном электролитическом аноде от тока разряда для различных значений диаметра и материала металлического катода представлены на рисунке 3 На величину падения напряжения на электролитическом аноде существенно влияет проводимость электролита

(кривые 2 6, 7) Также из рисунка 3 можно определить влияние на падение напряжения материала (кривые 4, ?) и диаметра метатлического катода (кривые 3 5), глубины электролита (кривые /, 2)

и* В,

I

900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 200 -100 -0 -

Рисунок 3 11адение напряжения на электролитическом аноде в зависимости от тока разряда

/ - анод - техническая вода, катод медь, с1= 20 мм, /= 3 мм, I лубина электролита Я,=62 мм, 2 - анод - техническая вода катод - медь, с1н-20 мм, /=3 мм, глубина электролита //,=52 мм, 3 - анод техническая вода, катод - медь, ¿/ч=15 мм, /=3 мм, Iлубина электролита Н= 37 мм, 4 - анод - техническая вода, катод сталь 45 (неохлаждаемый), с!к= 15 мм, /=3 мм, глубина электролита //,=52 мм, 5 - анод -техническая вода, катод - медь, </к=25 мм /=3 мм, глубина электролита //.=37 мм 6 -анод - 0,05 %-ый раствор №С1, катд - мель, </д=20 мм, 1=3 мм, глубина электролита Я,=52 мм 7 - анод - 0,1 %-ый раствор ЫаС1 катод - медь, (/,,=20 мм. /=3 мм, глубина электролита //-,=52 мм

На рисунке 4 представлены ВАХ основных типов струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом при атмосферном давлении для различных меж электродных расстояний, диаметров металлического катода и сос!ава электролита. Как видно из рисунка, все характеристики возрастающие. Диаметр металлического катода и межэлектродное расстояние существенно влияют на величину ВАХ (кривые / и 3) Когда в качестве металлического катода используется неохлаждаемая сталь 45 (кривая 4), сначала наблюдается некоторое увеличение напряжения разряда с ростом тока рафяда При /~2,3 А, торец катода расплавляется и разряд протекает между расплавленным

мсiаллом и jjicKipo 1ИГОМ В мнном случае наблюдается резкое вофасыние напряжения разряда С дальнейшим ростом до / -3 Л с поверхности металлического катода начинает ишенсивно выделяться ферромагнитный порошок, а дальнейшее / не приводит к возрастанию U При /=3,5 А металл сильно нагревается и с торца катода отделяется капля расплавленною металла При этом резко увеличивается напряжение разряда Использование в качестве электролша растворов соли NaCl различной концентрации является причиной монотонною возрастания В АХ

U, В |- -

I

950 ■-850 --

750 -

650 --

3

550 ----

1

I

450 -J--

0 2 4 6 8 А

Рисунок 4 - Вольтамперныс характеристики струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом

! анод - техническая вода, катод медь, d = 15 мм, 1-2 мм, глубина электролша //,=37 мм, 2 - анод - 1ехническая вода, катод - медь, 15 мм, 1=5 мм, глубина электролига Н=Ъ1 мм, 3 анод - техническая вода, катод - медь, d = 25 мм, 1-2 мм. пубина электро шта //,=37 мм, 4 - анод - техническая вода, каюд -неохлаждаемая сталь 45, d = 15 мм. 1=2 мм, глубина электролита #э=37 мм, 5 - анод 0,05%-ый раствор NaCl в очищенной воде, катод - медь, d = 20 мм, /=3 мм, глубина электролита //,=56 мм, 6 - анод 0,1%-ый раствор NaCl в очищенной воде, катод -сталь 45. dk 20 мм, /=] мм, глубина лектролита 11= 56 мм

Изучены развитие катодных пятен на поверхности твердого электрода и общая структура струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом при атмосферном давлении При /=3 мм и /=1 А наблюдается пятно, которое показано на рисунке 5а На острой кромке металлического катода появляются от одного

11

до пяти контрагированных точек в зависимости от величины г ока разряда, которые позволяют образовать многоструйный многоканальный разряд Эти точки вращаются по кромке катода как по часовой стрелке, так и против Контраг ированные точки на острой кромке металлического катода располагаются симметрично относительно друг друга Анализ экспериментальных данных показал, что от контрагированной точки в сторону электролитического анода опускается плазменный столб в форме правильного конуса (рисунок 6а) Конус не достигает поверхности анода От контрагированной точки поднимается по боковой поверхности металлического катода ореола ярко-желтого цвета длиной 10-15 мм С ростом тока до /~2,5 А и /=10 мм кошрагированная точка распадается на несколько микроточек, объединенных между собой (рисунок 56). При этом меняется и структура разряда Из этих микроточек вырастают контрагированныс каналы, которые вблизи анода расширяются в виде конуса (рисунок 66) В данном случае длина плазменной ореолы достигает до 30 мм Увеличение до /=15 мм приводит к изменению структуры разряда (рисунок 6в). Конус вблизи анода разделяв! ся на несколько микроканалов При этом на поверхности металлического катода изменений не наблюдается С ростом тока разряда до 5 А происходит распадение контрагированных пятен по всей боковой поверхности металлического катода. Их количество существенно возрастает до нескольких десятков и они хаотично двигаются относительно друг-друга (рисунок 5в) На нижней поверхности катода контрагированные точки не наблюдаются В данном случае с каждой точки возникают контрагированные каналы Они достигают поверхности электролитического анода (рисунок 6г)

а б в

Рисунок 5 - Разновидности кашдных пятен на поверхности охлаждаемою металлического катода в зависимости от величины разрядног о гока и межэлектродного расстояния

Установлено, чю площадь, образованная каналами на поверхности электролитического анода, в 3-4 раза больше площади торца металлического катода При этом всю боковую поверхность катода охватывает плазменная ореола ярко-желтого цвета, высота которой достигае! до 100 мм Анализ экспериментальных данных показал, что изменение состава и концентрации

электролитического анода и материала металлического катода существенно не влияет на развитие каюдных пятен и ыруктуры разряда

а б в г

Рисунок 6 - Отрук I ура струйного многоканально! о разряда между металлическим охлаждаемым катодом и проточным электрочитическим анодом

Изучено состояние границы раздела между плазмой и электролитическим анодом Выявлены различные формы возмущения поверхности границы «плазма-электролит» При/<1,5 А наблюдается гладкая поверхность электролитического анода. С ростом тока разряда до 2,2 А на поверхности электролитического анода наблюдается одинарная поперечная волна (рисунок 1а) С дальнейшим ростом тока до 2,5 Л с каждого канала разряда генерируются поперечные волны, которые в дальнейшем накладываются друг на дру!а и на некотором расстоянии от центра образуют общую поперечную волну (рисунок 76). При /4,1 А на поверхности электролитического анода появляется регулярная поверхностная рябь (рисунок 7в) При критическом токе разряда 1=5 А регулярная поверхнос I ная рябь переходит в бурлящую вспененную зону турбулентною перемешивания (рисунок 1г) Площадь этой юны в 2,5-3 раза превышает площадь торца металлического катода С росюм / площадь бурлящей вспененной зоны турбулентного перемешивания возрастает.

' С

0\/

Рисунок 7 - Структура границы раздела «плазма-злектролш»

Определены распределения потенциала и напряженности электрического поля между металлическим каюдом и электролитическим анодом по высоте струйного многоканального разряда, плотности тока на металлическом катоде (/,=1000 А'см2) и электролитическом аноде (ук=4,5 А/см2) В зависимости от состава и концентрации электролита величина анодного падения при атмосферном давлении составляет {/„=900 В. Минимальное значение напряженности электрического поля равна £=180 В/мм, а максимальное - Е~930 В/мм.

Экспериментальные данные обобщены с использованием методов теории подобия и размерности при атмосферном давлении в диапазонах параметров 450<[/<1100 В, 0,5</„<10 А; 1</£10 мм Получено критериальное уравнение для обобщенной ВАХ струйного многоканального разряда между электролитическим анодом (техническая вода) и медным катодом для различных межэлектродных расстояний'

II /°-5 ( 1

——— = 381,2

I

/0 75 v' /

(1)

В четвертой главе в результате исследования струйного мно1 оканального разряда между проточным электролитическим анодом и металлическим катодом в широком диапазоне тока, диаметра анода и межэлектродного расстояния разработано и создано устройство для получения струйного многоканального разряда Экспериментально исследованы электрические и тепловые характеристики данного усфойства Разработанное устройство позволяет получить плазменную струю с температурой до 5200 К и длиной струи до 135 мм При этом ток разряда достшаег 50 А.

Применением метода полного факторного эксперимента получены зависимости, которые описывают влияние параметров струйного многоканального разряда на дисперсность и производительность получения ультрадисперсною ферромагнитною порошка Получено уравнение регрессии, которое позволяет подбирать необходимые параметры струйного многоканального разряда для получения порошка конкретной дисперсности и производительности:

Ц, = 19,83-0,125х, + 1,2х2 -15,62х,х3, (2)

Пп =0,125 + 2,5*, -9,83х2х3 , (3)

где X], х2, х3 - параметры струйного многоканального разряда

В четвертой главе приведены методики упрочнения и очисгки поверхности металлических изделий при помощи струйного многоканальною разряда с злекфолитическим анодом

На рисунке 8 приведены зависимости микротвердости НУ,0 поверхности иали 45 после обработки плазменной струей от расстояния обрабатываемого изделия над поверхностью устройства и расстояния между проточным электролитическим анодом и нижней кромкой устройства В данном случае электролитом являлась техническая вода Время обработки образцов составляло 12 секунд Вкладываемая мощность - 8 кВт

I. мм

Рисунок 8 - Зависимость микротвердости стали 45 после обработки плазменной струей от расстояния обрабатываемого изделия над поверхностью устройства и межэлектродного расстояния

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Разработна и создана экспериментальная установка для исследования струйного многоканального разряда между мештлическим катодом (охлаждаемый и неохлаждаемый) и электролитическим (непроточные и проточные электролиты) анодом при атмосферном давлении в широком диапазоне межэлектродного рассюяния (/ 1-100 мм), диаметра катода (¿,=5-40 мм) и тока разряда (/~0,01 50 А)

2 Проведены комплексные экспериментальные исследования' зажигания разряда, падения напряжения на электролитическом аноде, вольтамперных характеристик, струкгуры разряда, распределения потенциала и напряженности электрического поля, плотности тока на металлическом катоде в широком диапаюне тока разряда /-0,01-50 А, межэлекгродного

расстояния /= 1 100 мм и диаметра катода с{~5 40 мм Изучено развитие катодных пятен на поверхности металлического кагода Исследованы структуры сфуйною многоканального разряда Показано, чю ВАХ струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом значительно зависит от I. I, с1к, а также от материала катода, состава и концентрации электролита Усыновлен неоднородный характер распределения потенциала и напряженности электрического поля между электролитическим анодом и металлическим катодом

3. Изучена граница раздела между плазмой и электролитическим анодом Показано, что при увеличении тока разряда поверхность анода от и: ал ко ю сначала переходит в одинарную поперечную волну, затем в общую волну, генерируемую несколькими каналами Регулярная поверхностная рябь в бурлящую вспененную зону турбулентного перемешивания переходит при токе разряда 1-5 А.

4 Проанализированы и обобщены ВАХ струйного многоканального разряда между металлическим охлаждаемым и неохлаждаемым катодом и проточным электролитическим анодом при атмосферном давлении Получены зависимости, позволяющие рассчитать напряжение разряда Максимальное среднеквадратическое отклонение экспериментальных значений напряжения разряда от расчетных значений, полученных по данным формулам, составляет менее 10 % Поэтому их можно рекомендовать для инженерного расчета плазменных установок со струйным многоканальным разрядом.

5 Разработаны и созданы устройства'

- для получения струйного многоканального разряда между проточным электролитическим анодом и охлаждаемым металлическим катодом'

- для получения мелкодисперсного порошка из различных марок сталей при помощи струйного мно1 оканального разряда с проточным электролитическим анодом и приведены сравнения характеристики этого порошка с полученными при помощи известных способов,

- для упрочнения поверхности материалов в мноюканальном разряде с проточным электролитическим анодом;

- для очистки поверхности материалов в многоканальном разряде с проточным электролитическим анодом.

В руководстве принимал непосредственное участие ктн, доцент Гайсин А Ф.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Гумеров А 3 Вольтамперные характеристики плазменной электротермической установки с жидким анодом /Гайсин А Ф , Гумеров А 3 ,

Нуриев ИМ, Шакиров Ю И//3-й Международный симпозиум по георетическои и прикладной плазмохимии 10-я Школа по плазмохимии для молодых >ченых России и стран СНГ (16-21 сентября 2002 г , Плес, Россия) Сборник материалов, I 2 - Иваново Ивановский юс хим-iexn универси1С1, 2002 - С 390-391 ISBN-5-230-01566-7

2 J у у еров A 3 Струйный паровоздушный разряд между про i очным электролитическим анодом и мешллическим катодом для получения оксидного порошка/Гайсин АФ, Гумеров АЗ.//Вгорая международная научно-практическая конференция «Исследование, разработки и применение высоких технологий в промышленности» Материалы конференции Санкт-Петербург, 2006 С 235-240

3. Гумеров А 3 Получение ферромагнитной) порошка определенной дисперсности в разряде между твердым и жидким электродами /Ахметсагиров Р И , Гайсин А Ф , умеров А.З , Нуриев И М., Хайруллин A X , Шакиров Ю И //Проблемы выживания и экологические механизмы хозяйствования в регионе Прикамья Ма1ериалы симпозиума -Наб Челны Изд-во КамПИ -2002 - С. 19-21.

4 Гумеров А 3 Исследование газового разряда между твердыми и жидкими электродами /Ахметсагиров Р И., Гайсин АФ, Гумеров A3, Нуриев И М, Хайруллин А.Х., Шакиров Ю.И.//Проблемы выживания и эколо! ические механизмы хозяйствования в peí ионе Прикамья Материалы симпозиума Наб Челны: Изд-во КамПИ. - 2002 -С.21-23.

5 Гумеров А 3 Определение зависимости для автоматизации установки по получению ферромагнитного порошка./Ахметса1 иров Р.И., Гайсин А Ф , I умеров А.З , Нуриев И М., Шакиров Ю.И.//Автоматизация и информационные технологии Материалы конференции. - Наб. Челны: Изд-во КамПИ 2002. - С.40-42

6 1 умеров А 3 Исследование электрического газового разряда между твердым каюдом и жидким анодом/Ахметсагиров Р.И, Гумеров А.З., Нуриев И М , Шакиров Ю.И //Человек и общество: на рубеже тысячелетий. Межд>народный сборник научных фудов. - Воронеж. -2003. - С 167-171.

7 Гумеров А 3 Имитационное моделирование разряда плазмотрона./! умеров А.З //Межвузовская научно-меюдическая конференция «Научно-исследова1ельская деятельность студентов первый шаг в науку» Наб. Челны. Изд-во КамПИ. - 2004. - С 249-251.

8 Гумеров А 3 Метод получения ферромагнитного порошка при помощи низкотемпературной плазмы /Гайсин А.Ф , Гумеров А 3., Нуриев И.М //Межвузовская научно-практическая конференция «Вузовская наука -России» - Наб Челны Изд-во КамПИ 2005. - С 57-60.

9 Iумеров А 3 Электрический пробой в 1азах между металлическим катодом и электролитным анодом ./Гайсин А Ф, Гумеров А 3., Нуриев И М //Межвузовская научно-прак!Ическая конференция «Вузовская наука -России» Наб Челны Изд-во КамПИ 2005 - С.60-62

10 Гумеров A3 Некоторые особенности паровоздушного разряда между проточным электролишческим анодом и металлическим катодом /Ахатов МФ, Гайсин АФ, Гумеров A3, Шайдуллина А Р //Туполевские "пения- Международная молодежная научная конференция, посвященная 1000-летию города Казани, Казань, 10-11 ноября 2005 года Материалы конференции Том II- Изд-во Казан гос техн ун-та 2005 С 9-10

11 Гумеров Л 3 Получение ферромагнитного порошка при помощи разряда с проточным электролитическим анодом Л'умеров А 3 //Туполевские чтения Международная молодежная научная конференция, посвященная 1000-летию юрода Казани, Казань, 10-11 ноября 2005 года Материалы конференции Том II Изд-во Казан гос техн ун-та 2005 С 23-24 Л

ЛР N 020342 от 7 02 97 г ЛР № 0137 от 2 10 98 г Подписано в печать 22 02 06 1 Формат 60x84/16 Бумага офсетная Печать ризографическая Уч-издл 1,1 Уел-печ л 1,1 Тираж 100 экз

Заказ 527 - £ Издательско-полиграфический центр Камской государе!венной инженерно-экономической академии

423810, г Набережные Челны, Новый город, проспект Мира, 13 тел /факс (8552) 39-66-27 e-mail ici/Jkampi ru

¿mA

m?

i- Aï??

Принятые обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1 Обзор исследований электрического разряда в газе между электролитическим и металлическим электродами.

1.1 Особенности электрического разряда между металлическими электродами.

1.2 Электрические разряды с электролитическим катодом.

1.3 Электрические разряды с электролитическим анодом.

1.4 Электрические разряды между электролитическими электродами.

1.5 Использование электрических разрядов с электролитическими электродами в технологии.

1.6 Постановка задачи.

Глава 2 Экспериментальная установка для исследования струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом и методика измерений.

2.1 Структурная схема экспериментальной установки.

2.2 Система электрического питания высоковольтной экспериментальной установки.

2.3 Система электрического питания низковольтной экспериментальной установки.

2.4 Электролитическая ванна.

2.5 Системы охлаждения и подачи электролита.

2.6 Измерительная аппаратура. Методика проведения экспериментов и оценка точности измерений.

Глава 3 Результаты экспериментальных исследований струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом.

3.1 Зажигание разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом.

3.2 Падение напряжения в электролите и вольтамперные характеристики разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом.

3.3 Структуры струйного многоканального разряда.

3.4 Особенности границы раздела между плазмой и проточным электролитическим анодом.

3.5 Распределения потенциала и напряженности электрического поля.

3.6 Плотности тока на металлическом катоде и электролитическом аноде.

3.7 Обобщенные вольтамперные характеристики струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом.

Глава 4 Устройства для получения струйного многоканального разряда с проточным и непроточным электролитическим анодом и методики обработки поверхности изделий.

4.1 Устройство для получения струйного многоканального разряда с проточным электролитическим анодом.

4.2 Методика получения оксидного порошка железа (Fe304)

4.3 Методика упрочнения поверхности металлических изделий.Ill

4.4 Очистка поверхности металлических тел из сплавов цветных металлов.

Выводы.

Электрические разряды в газе между металлическими электродами изучены достаточно хорошо. В последние годы большое внимание уделяется исследованию газовых разрядов между металлическим и электролитическим, а также между электролитическими электродами. Интерес к таким источникам низкотемпературной плазмы объясняется тем, что они используются в технологических целях и обладают рядом достоинств. Режимами горения разряда можно легко управлять изменением концентрации и состава электролита. Обработка изделий с помощью плазмы разряда между металлическим и электролитическим электродами возможна, когда другие методы более трудоемки, более дороги или их невозможно применять по другим причинам (например, экологическим). Благоприятное сочетание высокой температуры нагрева и элементов электролита в возбужденном и ионизованном состояниях позволяет осуществлять нагрев металла и сплавов в электролите, электротермическую обработку материалов. Многоканальные разряды с электролитическими электродами может использоваться в плазменной технологии нанесения теплозащитных, антикоррозийных, антифрикционных, и диэлектрических покрытий. Перспективность использования генераторов неравновесной плазмы с электролитическими электродами в этих целях подтверждается результатами многих экспериментальных исследований [1 - 5 и др.]

Многоканальные разряды между металлическими и электролитическими электродами, а также между электролитическими электродами представляют практический интерес как генераторы неравновесной плазмы с большим отрывом электронной температуры от температуры тяжёлых частиц. Низкотемпературная плазма с указанными свойствами имеет множество эффектов полезных с точки зрения технологических применений: очистка и полировка металлических поверхностей; одностадийность получения мелкодисперсного порошка из углеродистых и инструментальных сталей при атмосферном давлении; синтез органических соединений в растворах электролитов и др. Область применения разряда между металлическими и электролитическими электродами расширяется. В последние годы определились новые перспективные направления применения многоканального разряда между металлическим и электролитическим электродами в плазмохимии, электронике и машиностроении.

Многоканальные разряды между металлическими и электролитическими электродами, являются полезными не только с точки зрения технологических применений, но и имеют важное значение для изучения физических явлений. Такие разряды между металлическим катодом и электролитическим анодом отличаются особой устойчивостью. Они имеют стабильную диффузную структуру даже при атмосферном давлении. Несмотря на это, не исчерпаны различные способы и варианты получения источников низкотемпературной плазмы многоканальных разрядов с электролитическими электродами. Всё это задерживает разработку плазменных установок и новых технологических процессов с использованием многоканальных разрядов с нетрадиционными электродами и их внедрение в производство.

Поэтому исследования характеристик многоканального разряда между металлическим и электролитическим (непроточные и проточные электролиты) электродами представляют собой актуальную задачу. Данная диссертация, состоящая из четырёх глав, посвящена решению этих задач.

Содержание работы по главам

В первой главе приведён анализ известных экспериментальных исследований разрядов горящих между электролитическим и металлическим электродами, а также обсуждаются области их некоторых практических применений, сформулированы задачи диссертационной работы.

Во второй главе приведены описания экспериментальной установки. Представлена функциональная схема низковольтного и высоковольтного экспериментального комплекса для исследования струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом. Приведены описания экспериментальной аппаратуры и методики измерений параметров разряда с электролитическими электродами.

В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований струйного многоканального разряда между металлическим катодом (охлаждаемый и неохлаждаемый) и электролитическим анодом (проточный и не проточный) при атмосферном давлении: зажигание разряда, падение напряжения в электролитическом аноде, вольтамперные характеристики. Изучены структуры струйного многоканального разряда, особенности границы раздела между плазмой и проточным электролитическим анодом. Определены распределение потенциала и напряженность электрического поля, плотности тока на металлическом катоде и электролитическом аноде. Обобщены вольтамперные характеристики разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом при атмосферном давлении в критериальной форме.

В четвёртой главе приведены устройства для получения струйного многоканального разряда между металлическим катодом и проточным электролитическим анодом. Разработаны методики упрочнения поверхности металлических изделий, получения дисперсного порошка оксида железа, очистки поверхности изделий из сплавов цветных металлов при помощи данных устройств.

На защиту выносятся следующие научные положения и выводы: 1. Результаты комплексного экспериментального исследования: зажигания разряда, падения напряжения на электролитическом аноде, вольтамперных характеристик, структуры разряда, распределения потенциала и напряженности электрического поля, плотности тока на электролитическом аноде и металлическом катоде.

2. Результаты экспериментальных исследований развития процессов на границе раздела между плазмой и электролитическим анодом.

3. Устройства для получения струйного многоканального разряда с проточным электролитическим анодом и его электрические и тепловые характеристики.

4. Методики получения мелкодисперсного порошка из сталей, упрочнения, очистки поверхности материалов (сплавы цветных металлов) в многоканальном разряде с проточным электролитическим анодом.

Выводы

1. Разработаны и созданы экспериментальные установки (высоковольтная и низковольтная) для исследования струйного многоканального разряда между металлическим катодом (охлаждаемый и неохлаждаемый) и электролитическим (непроточные и проточные электролиты) анодом при атмосферном давлении в широком диапазоне межэлектродного расстояния (/=1+100 мм), диаметра катода (с4=5+40 мм) и тока разряда (7=0,01+50 А).

2. Проведены комплексные экспериментальные исследования: зажигания разряда, падения напряжения на электролитическом аноде, вольтамперных характеристик, структуры разряда, распределения потенциала и напряженности электрического поля, плотности тока на металлическом катоде в широком диапазоне тока разряда 7=0,01+50 А, межэлектродного расстояния /=1+100 мм и диаметра катода dK=5+40 мм. Изучено развитие катодных пятен на поверхности металлического катода. Исследованы структуры струйного многоканального разряда. Показано, что ВАХ струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и металлическим катодом значительно зависит от 7, /, dK, а также от материала катода, состава и концентрации электролита. Установлен неоднородный характер распределения потенциала и напряженности электрического поля между электролитическим анодом и металлическим катодом.

3. Изучена граница раздела между плазмой и электролитическим анодом. Показано, что при увеличении тока разряда поверхность анода от гладкого сначала переходит в одинарную поперечную волну, затем в общую волну, генерируемую несколькими каналами. Регулярная поверхностная рябь в бурлящую вспененную зону турбулентного перемешивания переходит при токе разряда 7=5 А.

4. Проанализированы и обобщены ВАХ струйного многоканального разряда между металлическим охлаждаемым и неохлаждаемым катодом и проточным электролитическим анодом при атмосферном давлении. Получены зависимости, позволяющие рассчитать напряжение разряда. Максимальное среднеквадратическое отклонение экспериментальных значений напряжения разряда от расчетных значений, полученных по данным формулам, составляет менее 10 %. Поэтому их можно рекомендовать для инженерного расчета плазменных установок со струйным многоканальным разрядом.

5. Разработаны и созданы устройства:

- для получения струйного многоканального разряда между проточным электролитическим анодом и охлаждаемым металлическим катодом;

- для получения мелкодисперсного порошка из различных марок сталей при помощи струйного многоканального разряда с проточным электролитическим анодом и приведены сравнения характеристики этого порошка с полученными при помощи известных способов;

- для упрочнения поверхности материалов в многоканальном разряде с проточным электролитическим анодом;

- для очистки поверхности материалов в многоканальном разряде с проточным электролитическим анодом.

1. Валиев P.A., Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И. Влияние характеристик разряда на интенсивность образования и дисперсность порошка.// Электронная обработка материалов. Кишинев. 1991. №3. С. 32-34.

2. Максимов А.И. Физика и химия взаимодействия плазмы с растворами.// Материалы 9 школы по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ. Иваново. Изд-во ИГХТУ. 1999. С. 46-53.

3. Морозова Н.К., Галимова Р.К., Гайсин Ф.М., Хазиев P.M. ЯМР-исследование жидкостей, обработанных парогазовым разрядом. //Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. Казань. 1997. № 1. С. 224-228.

4. Plante G.// Zeit. Phys. 1875. N80. S. 1133.

5. Слигунов Н.П. Разряд гальванического тока через тонкий слой электролита.// Журн. Русск. физ.-хим. общества. 1878. Т. 10. вып. 8, физ. Часть 2. С. 241-243.

6. Ясногородский И.З. Нагрев металлов и сплавов в электролите. М.: Машгиз, 1949. - 128 с.

7. Сапрыкин В.Д. О природе свечения прианодного слоя при электролизе с выносным анодом//Электрохимия, 1965. Т.1, № 2. С.234-236.

8. Сапрыкин В.Д. Случай образования промежуточного раствора от действия электрических разрядов между выносным анодом иконцентрированный: раствором соли щелочного металла при сверхвысоких поляризациях //Электрохимия, 1965. Т.1, № 9. С. 1157-1161.

9. Gubkin J. Electrolytische Metallabscheidung an der fruen Oberfflache einer Salzlosung// Ann. Phys. 1887. BD 32. S. 114-115.

10. Stark J., Guassuto L.//Zeit. Phys. 1904. Bd 5. 1110. S. 1212-1213.

11. Macovetski A.//Zeit. Electroch.1911. Bd 17. №6. S. 565-569.

12. Rodebush W.H., Walnl M.H.// J.Ghem.Phys. 1933. Vol.1. S. 111114.

13. Barret P.// Bull. Soc. Chem. 1956. N8-9. S.1243-1253.

14. Гайсин Ф.М. Сон Э.Е. Электрофизические процессы в разрядах с твёрдыми и жидкими электродами. Свердловск. Изд-во Уральского университета, 1989. 432 с.

15. Мик Дж. Крэгс Дж. Электрический пробой в газах. -М.: ИЛ, 1960.601 с.

16. Гайсин Ф.М. Дисс. на соискание уч. степени д.ф.м.н. «Физические процессы в газовых разрядах с твёрдыми, жидкими и плазменными электродами". М: 1992.

17. Frochlich Н., Platzman R.L. Energy loss electrous to dipolar relaxation//Phys. Rev. 1953. Vol 92 S. 1152-1154.

18. Сапрыкин В.Д. Некоторые вопросы, связанные с электролизом в присутствии низкотемпературной плазмы//Химия и Физика низкотемпературной плазмы. -МГУ. 1971. С.77-60.

19. Haber P., Klemene A.//Zeit. Phys. Chem. 1914. Bd 27. S. 82-98.

20. Klemene A., Kantor T.//Zeit. Phys. Ghem. 1934. 86. S.127-134.

21. Bragg J.K., Sharbaugh A.H., Growe R.W.// Appl. Phys. Cathode Effects in the Dielectric Breakdron of Liquids. 1954. Vol. 25. №3.

22. Benegl Nia A.//Comp. Rend. 1957. T. 246. N21/10. S. 6-76.

23. Benegl Nia A.//Comp. Rend. 1958. T. 246. N27/1. S. 122-141.

24. Павлов В.И. Проведение химических реакций газовыми ионами в электролитах//Докл. АН СССР, 1944. Т.43, № 9. С. 403-404.

25. Павлов В.И. Получение Н2О2 при безэлектродном электролизе воды в кислороде//Докл. АН СССР, 1944. Т.43, № 9. С. 405-406.

26. Sternberg Z.W. Discharges with aqualous solutios as cathode//Xll Jugoslav Summer Sch. and Int. Symp. Phys. Ionized. Cases 84, Sibenik. Contrib. Pap. and Abstr. invit. Lect. and Progr. Repft. Belgrade, 1984 Sept. 3-7. S. 392-395.

27. Шапошникова H.A. Исследование метана в газовом разряде: Автореф. дис. канд.хим.наук. Казань, 1951. - 15 с.

28. Лазаренко Б.Р., Лазаренко Н.И. О структуре и сопротивлении приэлектродкой зоны при нагреве металлов в электролитной плазме //Электронная обработка материалов, 1979. №1. С. 5-11.

29. Bragg J.K., Sharbaugh А.Н. , Growe R.W.//Appl. Phys. Cathode Effects in the Dielectric Breakdron of Liquids. 1954. Vol. 25. №3/

30. Кесаев И.Г. Катодные процессы ртутной дуги и вопросы ее устойчивости. М., Л.: Госэнергоиздат, 1961. - 320 с.

31. Davies R.A. and Hickling А. // J. of chemical Society, 1952. №9. P. 3595-3602.

32. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. - 591 с.

33. Гайсин Ф.М., Гиззатуллина Ф.А. Исследование электрического пробоя воздуха между электролитом и металлическим электродом//Низкотемпературная плазма. Казань, 1983. С. 43-51.

34. Taylor G.S., McEwan A.D. The stability of horizontal fluid interface in a vertical electric field.//J.Fluid Mech. 1965. Vol. 22, pt. 1. S. 1-16.

35. Капцов H.A. Электрические явления в газах и вакууме. М.: Гостехиздат, 1950. - 836 с.

36. Sternberg Z.W. Int. Conf. Gas.Discharges London 1970. P. 68.

37. Sternberg Z.W. Rend. Confr. Int. Fenomeni d Jonizzazione nei bas. Benezia 1957. P. 1061.

38. Лозанский Э.Д., Фирсов О.Б. Теория искры. М.: Атомиздат, 1975. -270 с.

39. Факторович А.А., Галанина Е.К. Электрические разряды в электролитах //Электрохимическая обработка металлов/ под общей ред. Ю.Н.Петрова. Кишинев, 1971. С. 122-130.

40. Гюнтерщульце А., Бетц Г. Электролитические конденсаторы. М.: Оборонгиз, 1938.-264 с.

41. Van Т.В., Brawn S.D., Wirtz S.P. Mechanism of Anodic Spanc Depositron. Amor. Ceraun Soc. Bull. 1977. V. 56 №1.

42. Жуков М.Ф., Замбалаев Ж.Ж„ Дандарон Н.Н. и др. Исследование поверхностных разрядов в электролите //Изв. Сиб. отд-ия АН СССР. Сер. техн. наук. 1984. №4, вып.1. С. 100-104.

43. Поляков О.В., Баковец В.В. Тез. 4-го Всесоюзного совещания «Воздействие ионизирующего излучения и света на гетерогенные системы». Кемерово, 1986. - С. 196-197.

44. Поляков О.В., Баковец В.В. Тез. 4-го Всесоюзного совещания «Воздействие ионизирующего излучения и света на гетерогенные системы». -Кемерово. 1986. С.197-199.

45. Поляков О.В., Баковец В.В. /Химия высоких энергий, 1983, т.17, № 4. С. 291-295.

46. Словецкий Д.И., Терентьев С.Д., Плеханов В.Г. Механизм плазменно-электролитного нагрева металлов //Теплофизика высоких температур. 1986. Т.24, № 2. С. 353-363.

47. Дураджи В.Н., Форня Г.А. Закалка стали в электролите при нагреве в электролитное плазме. //Электронная обработка материалов, 1989. № 4. С. 43-46.

48. Лазаренко Б.Р. Коммутация тока на границе метан-электролит. -Кишинев: Штиинца, 1971. 75 с.

49. Лазаренко Б.Р., Дураджи В.Н., Факторович А.А. Вольт-амперные характеристики электрического разряда между металлическим и электролитным электродами // Электронная обработка материалов, 1972. №3 (45). С. 29-33.

50. Chang Т.С. A model for voltage drops during dc discharges on moist surfaces. 7 th International conference Discharges and Appl., 1982/ London 1982. P. 458-459.

51. Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.М., Камалов P.P. Исследование электрических характеристик самостоятельного разряда с жидким катодом. Деп. ВИНИТИ, №1153-83. Казань. 1983. 20 с.

52. Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.М., Камалов P.P. Исследование электрических и тепловых характеристик самостоятельного разряда с жидким катодом. Деп. ВИНИТИ 4.03.83. №1151-83.

53. Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.А., Даутов Г.Ю. Характеристики самостоятельного тлеющего разряда в воздухе при атмосферном давлении // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по физике низкотемпературной плазмы, сентябрь, 1983. Л., 1983. С. 33-35.

54. Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.А. Тепловые и электрические характеристики разряда между электролитом и медным анодом//Тепло- и массообмен в химической технологий: Межвуз. сб. Казань, 1983. С. 55-58.

55. Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.А., Камалов P.P. Энергетические характеристики разряда в атмосфере между электролитом и медным анодом. //Физика и Химия обработки материалов, 1985. №54. С. 58-64.

56. Поляков О.В. Дисс. на соискание уч. степени к.т.н. «Физико-химические процессы в водных растворах, инициируемые анодными микроразрядами». Кемерово. 1989. 201 с.

57. Баринов Ю.А., Блинов И.О., Дюжев Г.А., Школьник С.М. Экспериментальное исследование разряда с жидкими электродами в воздухепри атмосферном давлении // Материалы конф. «Физика и техника плазмы». Т. 1. Минск. Беларусь. 1994. С. 123-126.

58. Гизатуллина Ф.А., Залялов Н.Г. Спектроскопическое исследование плазмы высоковольтного разряда с жидким катодом // Тезисы докладов Всесоюзного семинара по атомной спектроскопии. Черноголовка Моск. обл., декабрь 1992. С. 87.

59. Абдуллин И.Ш., Гизатуллина Ф.А., Залялов Н.Г. и др. Спектроскопическое исследование плазмы с жидким катодом // Тезисы III семинара по атомной спектроскопии. Черноголовка Моск. обл., декабрь 1992. С. 87.

60. Абдуллин И.Ш., Гизатуллина Ф.А., Залялов Н.Г. и др. Спектроскопическое исследование высоковольтного разряда с жидким катодом // Тезисы VI конференции по физике газового разряда. 23-25 июня 1992. Казань, 1992. С. 233-234.

61. Абдуллин И.Ш., Гизатуллина Ф.А., Залялов Н.Г. Феноменологическое описание разряда с жидким катодом и его характеристики. Деп. В ВИНИТИ 4.11.93, № 2763-В93. 34 с.

62. Гизатуллина Ф.М. Разряд с жидким катодом в процессах обработки поверхностей. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. Санкт-Петербург. 1995.249 с.

63. Csepfalvit Т., Mezei P., Apai P. Emission studies on a glow discharge in atmosferic pressure air using as a cathode // J. Phys. D.: Appl. Phys. 26 (1993) 2184-2188. Printed in the UK.

64. Гайсин Ф.М., Галимова Р.К., Афанасьева Н.А., Савельев В.А Парогазовый разряд с жидким катодом. Статья. Вестник КГТУ им А.Н. Туполева №1 1997. С. 107-111.

65. Тазмеев Б.Х. Электрический разряд с электролитным катодом и его электрические характеристики // Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. Казань. 1999. №4. С. 71-76.

66. Гайсин Ф.М., Сон Э.Е, Шакиров Ю.И. Объемный разряд в парогазовой среде между твердым и жидким электродами. М., Изд-во ВЗПИ. 1990. 92 с.

67. Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.А., Даутов Г.Ю. Устройство для получения тлеющего разряда при атмосферном давлении, 1983. А.с. JI 1088086 (СССР).

68. Блохин В.И., Пашкин С.В. Исследование анодного падения в высоковольтном диффузном разряде в конкретном потоке воздуха/ЛГеплофизика высоких температур, 1976. Т.14, № 2. С. 378-379.

69. Грановский B.JI. Электрический ток в газе (установившийся ток). — М.: Наука, 1971.-544 с.

70. Гайсин Ф.М., Хакимов Р.Г. и др. Возникновение разряда между струей электролита и твердым электродом // Тез. докл. 6-ой научно-технической конференции по физике газового разряда. Казань. 1992 . С 154156.

71. Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И., Хакимов Р.Г. и др. Исследование газового разряда между твердым и жидким электродами.//Тезисы докл.

72. Республ. Научно-техн. Конференции 27-29 марта 1990. Наб. Челны, 1990. С. 161.

73. Хакимов Р.Г. Характеристики плазменной электротермической установки с жидкими электродами. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. Санкт-Петербург 1993. 186 с.

74. Гайсин Ф.М., Хакимов Р.Г., Шакиров Ю.И. Газовый разряд между неметаллическими электродами/ЛГезисы докладов научно-технической конференции «Проблемы и прикладные вопросы физики», Саранск, 18-20 мая 1993. МГПИ- С. 12.

75. Тазмеев Б.Х. Электрические и тепловые характеристики генераторов неравновесной газоразрядной плазмы с жидкими электродами. Дисс. на уч. степени к.т.н. Казань. 2000. 170 с.

76. Стройкова И.К., Максимов А.И. окисление красителей в водном растворе под действием тлеющего и диафрагменного разряда // материалы 9 Школы по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ. — Иваново: ИГХТУ, 1999, С. 128-129.

77. А.С. № 1088086 (СССР) // Гайсин Ф.М., Гизатуллина Ф.А., Даутов Г.Ю. Устройство для получения тлеющего разряда при атмосферном давлении.1983.

78. А.С. 1367769 СССР. Устройство для получения стабилизированного разряда при атмосферном давлении // Гизатуллина Ф.А., Гайсин Ф.М., Даутов Г.Ю., Мухамедзянова Р.Ф., Басыров Р.Ш. Заявл. 15.09.87.

79. Мак-ассарт Ф. Плазмохимические реакции в электрических разрядах. М.: Атомиздат, 1972. - 256 с.

80. Ясногородский И.З. В сб. «Электрохимическая и электромеханическая обработка металлов». М.: Машиностроение, 1971. -С. 117-121.

81. Bellog E.N. J. Electrochem. Soc., 1950. V. 97. P. 133.

82. Лазаренко Б.Р., Дураджи B.H., Факторович A.A. Об особенностях электролитного нагрева при анодном процессе.//Электронная обработка материалов, 1974. № 3. С. 37-40.

83. Аверьянов Е.Е. О возможных механизмах образования анодных окисных пленок на алюминии, полученных плазменно-электролитическим методом. Деп. ВИНИТИ, № 1613 76, - Казань, 1976, - 10 с.

84. Аверьянов Е.Е. Изучение кинетики формировки и электрофизических параметров анодных окисных пленок на алюминии, полученных плазменно-электролитическим методом. Деп. ВИНИТИ, № 1615-76, Казань, 1976, - 15 с.

85. Аверьянов Е.Е. Некоторые особенности плазменно-электролитического анодного окисления металлов. Деп. ВИНИТИ, № 2388-76,-Казань, 1976,- 14 с.

86. Аверьянов Е.Е., Файзуллин Ф.Ф. Исследование процесса анодного плазменно-электролитического окисления алюминия.//Электронная обработка материалов, 1978. №4. С. 23-235.

87. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная защита.//Под ред. Францевича И.И. Киев: Наука думка, 1985. - 134 с.

88. Черненко В.И., Снежко Л.А., Папанова И.И. Получение покрытий анодно-искровым электролизом. Изд. Химия, 1991. 128 с.

89. Аверьянов Е.Е. Плазменное анодирование в радиоэлектронике. М.: Радио и связь, 1983. 80 с.

90. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная защита. // Под. Ред. Франкевича И.И. Киев: Наукова думка, 1985. 278 с.

91. Шакиров Ю.И. Дисс. на соискание уч. степени к. т. н. «Характеристики плазменной электротермической установки с жидким катодом». Ленинград. 1990. - 132 с.

92. Валеев Р.А., Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И. и др. Свойства мелкодисперсного порошка окислов железа, получаемого плазмохимическим методом // Тезисы докладов научно-технической конференции «Прикладная мессбауэровская спектроскопия». Казань. 1990. С. 53.

93. А. С. № 11966419 СССР. Анодное устройство для получения металлического порошка//Бондаренко А.В., Хаустов В.Л., Базалей В.П., Бруслицвен С.А. Бюл. № 45, 07.12.85.

94. А. С. № 1177397 СССР. Устройство для получения металлического порошка//Волосюк Ю.М., Черных С.Н. Бюл. № 33, 07.09.85.

95. Гайсин Ф.М., Валиев Р.А., Шакиров Ю.И. Особенности порошка, полученного в разряде между стальным электродом и электролитов // Порошковая металлургия. 1991. № 6. С. 4-7.

96. Электроразрядная очистка катанки // Теплотехнические вопросы применения низкотемпературной плазмы в металлургии. Свердловск, 1985.

97. Гайсин А.Ф. Характеристики парогазового разряда между металлическим и жидки (непроточные и проточные электролиты) электродами. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. Казань. 2003. 120 с.

98. Капцов Н.А. Электроника. М.: Гостехтеориздат, 1956. - 459 с.

99. Гайсин Ф.М., Хакимов Р.Г., Шакиров Ю.И. Разряд в газе между струей жидкости и твердым электродом // Тезисы докладов научнотехнической конференции «Проблемы и прикладные вопросы физики». -Саранск, 18-20 мая 1993. МГПИ. С. 34.

100. Гайсин Ф.М., Ильясов Р.Ш., Хакимов Р.Г. и др. Очистка металлов плазменной электротермической установкой с жидким катодом // Тезисы докладов научно-технической конференции «Проблемы и прикладные вопросы физики». Саранск, 18-20 мая, 1993 МГПИ. С. 35.

101. Орлов В.Ф., Чугунов Б.И. Электрохимическое формообразование. -М.: Машиностроение, 1990. 240 с.

102. Попилов Д.Я. Электрофизическая и электрохимическая обработка материалов: Справочник 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. 400 с.

103. Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию. М.: Машиностроение. 1988. 224 с.

104. Румянцев Е.М., Давыдов А.Д. Технология электрохимической обработки металлов. М.: ВШ, 1984. - 159 с.

105. Тельнов Н.А. Очистка и мойка деталей машин//В кн. «Механизация сельскохозяйственного производства». Тр. Челябинского института механизации и электрофикации с/х-тва, 1980. В. 30. С. 113-120.

106. Морозов А.П. и др. Электроразрядная очистка катанки//В сб. «Теплотехнические вопросы применения НТП в металлургии». Свердловск, 1985.-С. 102-104.

107. А.с. № 1441991 СССР. Способ очистки поверхности изделия / Гайсин Ф.М. Заявл. 18.07.86.

108. А. с. № 2310086 СССР. Способ очистки длинномерных стальных изделий//Словецкий Д.И., Терентьев С.Д., Плеханов В.Г. Бюл. № 18, 15.05.86.

109. Горелик А.А. Промышленная электроника. М. - JI. Госэнергоиздат, 1958. -463 с.

110. A. Gunterschulze. Z. Physik, 11, 71, 1922.

111. Гумеров A3. Имитационное моделирование разряда плазмотрона. //Межвузовская научно-методическая конференция «Научно-исследовательская деятельность студентов первый шаг в науку». - Наб. Челны: изд-во КамПИ. - 2004. - С.249-251.

112. Гайсин А.Ф., Гумеров А.З., Нуриев КМ. Электрический пробой в газах между металлическим катодом и электролитным анодом. //Межвузовская научно-практическая конференция «Вузовская наука -России». Наб. Челны: изд-во КамПИ. - 2005. - С.60-62.

113. Даутов Г.Ю., Жуков М.Ф. некоторые обобщения исследований электрических дуг. // Прикладная механика и техническая физика, 1965. №2. С. 97-105.

114. Даутов Г.Ю. Об одном критерии подобия электрических разрядов в газах. // прикладная механика и техническая физика, 1968. № 1. С. 137-139.

115. Даутов Г.Ю., Дзюба В.Х., Карп И.А. Плазмотроны со стабилизированными электрическими дугами. Киев.: Наукова думка, 1984.-168 с.

116. Нуриев И.М. Характеристики многоканального разряда между проточным электролитическим катодом и металлическим анодом при атмосферном давлении. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. Казань. 2005. 120 с.

117. Гумеров А.З. Определение зависимости для автоматизации установки по получению ферромагнитного порошка./Ахметсагиров Р.И.,

118. Гайсин А.Ф., Нуриев И.М., Шакиров Ю.И. //Автоматизация и информационные технологии: Материалы конференции. Наб. Челны: изд-во КамПИ. - 2002. - С.40-42.

119. Гумеров А.З. Метод получения ферромагнитного порошка при помощи низкотемпературной плазмы./Гайсин А.Ф., Нуриев И.М.//Межвузовская научно-практическая конференция «Вузовская наука — России». Наб. Челны: изд-во КамПИ. - 2005. - С.57-60.