Исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий

Гаврилова, Виктория Александровна

Исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

Гаврилова, Виктория Александровна АВТОР

кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Казань МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

01.02.05 КОД ВАК РФ

Диссертация по механике на тему «Исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий»

Автореферат диссертации на тему "Исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий"

На правах рукописи

005016469

ГАВРИЛОВА ВИКТОРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА ПЛАЗМЫ КОРОННОГО РАЗРЯДА В ПРОЦЕССАХ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Специальность 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 2012 3 МД[] '¿Ш

005016469

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» на кафедре «Технологическое оборудование медицинской и легкой промышленности».

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Кашапов Наиль Фаикович

Официальные оппоненты: Даутов Гали Юнусович,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «КНИТУ-КАИ», профессор кафедры общей физики

Зарипов Ринат Герфанович, доктор физико-математических наук, профессор ФГБУН ИММ КазНЦ РАН, заместитель директора

Ведущая организация: ФГБУН Институт металлургии и

материаловедения им. А. А. Байкова РАН

Защита состоится « 2012 г. в /¿I1 час на заседании

диссертационного совета Д 212.079.02 при Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева - КАИ» (КГТУ им. А.Н. Туполева): 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева.

Автореферат разослан «23 » 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

А.Г. Каримова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Низкотемпературная плазма является универсальным инструментом для обработки поверхности, нанесения покрытий с заданными свойствами^на детали различной формы.

Методы нанесения полимерно-порошковых покрытий на поверхность весьма разнообразны. В основу их классификации могут быть положены разные признаки: конструктивные, формы применяемого оборудования; физическое состояние осаждаемого материала; принцип осаждения и удержания порошка на твердой поверхности. Наибольшее признание получили следующие способы нанесения порошковых материалов на поверхность: в кипящем слое, в электростатическом поле, струйное напыление и ряд других.

В настоящее время наблюдается возрастающий интерес к коронному разряду и его применению для получения полимерно-порошковых покрытий с заданными свойствами. Принципиально новым применением подобных пркрытий становится использование их в медицинской промышленности, а именно в качестве защитных покрытий сложных медицинских аппаратов. ,¡ii. Подробным изучением поведения порошковых частиц в газодинамическом потоке занимаются такие ученые, как В. Jodoin, P. Richer, S.Gu, D.G. McCartney, C.N. Eastwíck, Верещагин И.П., Яковлев А.Д. Однако поведение полимерно-порошковых частиц в поле коронного разряда в процессе нанесения функциональных покрытий до сих пор не рассматривалось.

Существенно сократить объем экспериментов для выявления оптимальных параметров коронного разряда, при которых возможно получение равномерных по толщине полимерно-порошковых покрытий позволяет исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий и разработка на основе полученных экспериментальных данных физико-математической модели низкотемпературной плазмы, связывающей электрические и динамические параметры разряда с физико-механическими свойствами получаемых покрытий. Для этого необходимо изучение дисперсного /состава полимерно-порошковой краски, скоростей движения частиц в поле коронного разряда, вольт-амперных характеристик, и распределение потенциала : плазмы. .....

. . г. Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессе нанесения полимерно-о. порошковых покрытий и разработка технологии получения покрытий с заданными функциональными свойствами.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Экспериментально ¡исследовать характеристики многофазного потока плазмы коронного разряда, > движение полимерных микрочастиц в электростатическом поле в процессах нанесения полимерно-порошковых

покрытий.

2. Экспериментально исследовать характеристики многофазного потока плазмы коронного разряда, движение полимерных микрочастиц в электростатическом поле в процессах нанесения полимерно-порошковых покрытий.

3. Разработать физико-математическую модель движения микрочастиц в электростатическом поле в процессах нанесения покрытой с зддятплмч свойствами.

4. Экспериментально и теоретически исследовать процесс осаждения частиц полимерно-порошковой краски на подложку.

5. Экспериментально исследовать зависимость свойств полученных покрытий от параметров коронного разряда, газодинамического потока и размера напыляемых частиц.

6. Разработать технологический процесс нанесения покрытий с заданными свойствами для восстановления медицинских УЗИ-датчиков.

Объект и методы исследования. Основным объектом исследования является многофазный поток плазмы коронного разряда.

При исследовании параметров коронного разряда проводились измерения пространственного распределения плавающего потенциала электрического поля, вольт-амперной характеристики коронного разряда при изменении скорости потока, расстояния до подложки, вида и размеров напыляемых частиц.

Для исследования характеристик наносимого порошка использовалась специально разработанная методика измерения его дисперсного состава.

Полученные функциональные покрытия испытывались на равномерность по толщине, прочность, адгезию, износостойкость; дополнительно проведены исследования пропускания ультразвука.

Научная новизна

1. Исследованы характеристики многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий;

2. Разработана методика определения дисперсного состава частиц наносимого порошка;

3. Впервые определен размер частиц полимерно-порошковой краси, эффективно участвующих в процессе напыления;

4. Разработана физико-математическая модель движения микрочастиц в поле коронного разряда.

5. Установлена закономерность влияния параметров многофазного потока плазмы коронного разряда на характеристики получаемых покрытий;

6. Получены защитные покрытия, равномерные по толщине, соответствующей рабочим частотам медицинских УЗИ-датчиков.

Практическая ценность

Разработана технология нанесения равномерных по толщине защитных полимерно-порошковых покрытий пьезоэлементов медицинских УЗИ-датчиков с заданными свойствами. Создан ультразвуковой сканирующий преобразователь для медицинских диагностических приборов (патент на изобретение № 2436257 от 10.12.2011).

Внедрена в промышленность методика микроскопического исследования дисперсного состава полимерно-порошковой краски.

Работа выполнялась по грантам: Комитет по развитию малого и среднего предпринимательства Республики Татарстан по теме «Восстановление защитного слоя, нанесенного на пьезоэлемент УЗИ-датчиков» (2008 г.); Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, «СТАРТ-1» по теме «Ремонт, восстановление и модернизация медицинских УЗИ-датчиков» (2010 г.), грант на получение целевых субсидий субъектам малого и среднего предпринимательства Республики Татарстан для развитая инноваций и технологической модернизации производства на территории Республики Татарстан по теме «Ремонт, восстановление и модернизация медицинской техники (в том числе УЗ И» (2010 г.). Проект «Восстановление защитного слоя медицинских УЗИ-датчиков методом электростатического напыления» был отмечен стипендией ОАО «Связьинвестнефтехим» в рамках конкурса Инвестиционно-венчурного Фонда «50 лучших инновационных идей для Республики Татарстан» Номинация «Старт инноваций» (2010 г.).

Научная и практическая значимость работы подтверждена актами внедрения результатов диссертационной работы. Годовая экономическая эффективность составила 12 944 455 рублей. '

На защиту выносятся

1. Результаты комплексных экспериментальных исследований характеристик многофазного потока плазмы коронного разряда;

2. Методика определения дисперсного состава частиц наносимого полимера;

3. Результаты определения размеров частиц полимерно-порошковой краски, эффективно участвующих в процессе нанесения покрытий;

4. Физико-математическая модель движения микрочастиц в электростатическом поле;

5. Установленные закономерности влияния параметров коронного разряда на характеристики получаемых покрытий;

6. Разработанная технология нанесения защитных полимерно-порршковых покрытий на пьезоэлемент УЗИ-датчика. '

Степень достоверности и обоснованности научных результатов подтверждается следующим: исследования проведены с применением аттестованных измерительных приборов высокого класса точности на стабильно

/ работающем оборудовании с хорошей повторяемостью результатов; ^пользованы физически. обоснованные Методики измерений; расче^ погрешностей измерений выполнен с применением методов математической статистики и результаты экспериментов^ сопоставлены с известными опытными и теоретическими данными. Полученные экспериментальным путем данные хорошо согласуются с г теоретическими расчетами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Третьей Российской студенческой научно-технической конференции «Вакуумная техника и технология» Казань, 2007; Научной сессии КГТУ Казань, 20Ó8,'¿QÓ9, 2010, 212 гг.; Итоговой научной сессии КФУ, 2011 г.; Конкурс студентов вузов по напрвлениям: лазерные и плазменные технологии, квантовая и атомная оптика, нанофотоника Набережные Челны, 2009; Республиканской научно-технической конференции «Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий» Казань, 2009, 2010, 2011 гг.; Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС Звенигород, 2010,2012 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, в том числе 3 - статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 1 патент на изобретение, 1 статья в международном журнале.

Личный вклад автора состоит в непосредственном участии в постановке задач, получении, обработке и обобщении полученных экспериментальных данных, в подготовке материала к публикации.

Автор выражает благодарность за помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов Кашапову Р.Н.

Структура и объем работы. Диссертация общим объемом 129 страниц, состоит из введения, 4-х глав, содержащих 51 рисунка и 19 таблиц, выводов, библиографического списка из 135 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во

введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована основная цель исследования, поставлены задачи, показаны научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведена структура диссертации.

В первой главе дан обзор существующих в настоящее время полимерно-порошковых покрытий: приведена их классификация, описаны существующие методы нанесения полимерно-порошковых покрытий; основных работ в области физики плазмы, связанных с нанесением покрытий, таких ученых, как: H.H. Рыкалин, Ю.В. Цветков, В.М. Фортов, Г.Ю. Даутов, В.В. Кудинов и др.; подробно рассмотрены работы, связанные с применением коронного разряда для нанесения покрытий (И.П. Верещагин, Г.-Н. Дандарон, Рахматуллин Х.А., М.Н. Лившиц, и др.); рассмотрены математические модели униполярного коронного разряда (Д.С. Афанасьев, А.Г. Кутушев, Ю.П. Райзер, и др.); представлены сведения' об

ультразвуковых датчиках, используемых в медицине, рассмотрена их классификация, представлена проблема выхода из строя медицинских УЗИ-датчиков, связанная с истиранием защитного слоя, нанесенного на пьезоэлемент, сформулированы задачи диссертации.

Во второй главе рассмотрено оборудование для нанесения полимерно-порошковых покрытий, использовавшаяся измерительная аппаратура, приведены методики проведения измерений параметров разряда и газодинамического потока, методы исследования размеров напыляемых частиц полимера, их концентрации, коэффициента осаждения, представлены методы измерения физико-механических свойств полученных покрытий, дана оценка погрешности измерений.

Измерение параметров многофазного потока плазмы коронного разряда проводилось при помощи измерительного комплекса, в который входили: манометр, киловольтметр постоянного тока, микроамперметр постоянного тока, лабораторный автотрансформатор, трибоэлектротестер для измерения плавающего потенциала плазмы, микроскоп для определения дисперсного состава полимерно-порошковой краски, аналитические весы.

На рис. 1 представлена функциональная схема экспериментальной установки для исследования параметров коронного разряда.

Рис. 1. Функциональная схема экспериментальной установки:: 1- камера распыления; 2-металлическая подложка; 3 - пистолет - распылитель; 4 - канал подачи сжатого воздуха; 5 - микроамперметр; 6 - трансформатор; 7 -киловольтметр; 8 - манометр; 9 - лабораторный автотрансформатор.

Исследование и анализ дисперсности проводились для различных образцов порошковых красок: полиэфирной с плотностью 800 кг/м3 и эпокси-полиэфирной с плотностью - 1000 кг/м3, а так же для остатков этих красок после напыления. Выбор красок обусловлен возможностью их использования для покрытий медицинских приборов и наличием заводских свидетельств.

Частицы порошковой краски, находящиеся в объективе микроскопа, фотографировались. Обработка полученных снимков проводилась с помощью программы обработки данных Ахюу1зюп1е48, которая позволяет вычислить

размер частиц порошка. Дальнейшие расчеты проводились в Microsoft Excel и Calculating агеа. Описание дисперсного состава порошков производилось по законам Годена-Андреева, Розина-Раммлера и логарифмически нормального закона распределения. Наиболее подходящим для описания дисперсного состава полимерного порошка является закон Годена-Андреева:

Щ.5)

где А - размер частицы; / - параметр, характеризующий направление и степень изгиба кривой распределения; а — среднеквадратическое отклонение диаметров от их среднего значения.

Секундный массовый расход полимерно-порошковых частиц в процессе нанесения покрытий определялся следующим образом: на аналитических весах была вычислена масса мерного стакана, замерено время нанесения покрытия на деталь - 10 сек. После чего на аналитических весах определялась масса мерного стакана с оставшимся после распыления порошком. Разница масс делилась на время нанесения покрытий.

Скорость потока воздуха в промежутке пистолет-распылитель - опытный образец определялась пневмометрическим способом по результатам измерения давления. Измерения проводились с помощью трубки Пито-Прандтля в 3 сечениях: 1 - в потоке (1-1 = 1 мм, И = +1; +2; 0; -1; -2 мм), 2 - в потоке (Ь2 = 100 мм, Ь = +5; +10; +15; 0; -5; -10; -15 мм), 3 - перед напыляемой пластиной (Ь3 = 200 мм, 11 = +5; +10; +20; +30; 0; -5; -10; -20; -30 мм).

Скорость потока воздуха вычислялась по формуле:

■Ф-

,.> О)

где р - плотность воздуха, р - динамическое давление, рст - статическое давление.

Для определения массы осевшей краски, коэффициента осаждения полимерного порошка был проведен эксперимент: на аналитических весах измерялась масса подложки до распыления полимерного порошка и с ним. Масса осевшего порошка вычисляется по формуле 2:

тс=тл,-тд (2)

где ток- масса осевшей краски, тд„- масса детали с нанесенным покрытием, тд — масса детали без покрытия.

Масса осевшей краски измерялась при изменении следующих условий: напряжение на коронирукяцем электроде, расстояние до подложки, давление подаваемого воздуха, скорости потока.

Коэффициент осаждения полимерного порошка вычисляется по формуле 3:

(3)

тР,

где К - коэффициент осаждения полимерного порошка, ток - масса осевшей краски, трк - масса распыленной краски.

Результаты экспериментальных исследований обрабатывались с применением методов математической статистики. Каждый эксперимент проводился не менее 5 раз. Погрешность измерений не превышает 7% при доверительной вероятности 0,95.

В третьей главе представлены экспериментальные исследования движения микрочастиц порошка в электростатическом поле, представлены результаты экспериментальных исследований характеристик коронного разряда в процессе нанесений функциональных покрытий, наносимых полимерно-порошковых частиц, приведена физико-математическая модель движения частиц полимерно-порошковой краски в поле коронного разряда.

Результаты исследования параметров воздушной струи на выходе из пистолета-распылителя представлены на рис. 2.

-2

12 14 V,mк

Рис.2. Распределение скорости воздуха в сечении 1 (Li = 1 мм) в зависимости от давления воздуха на входе в распылитель: 1 - Ризб = 0,2 атм.; 2 - Ртб = 0,4 атм.; 3 - Ризб =0,6 атм.; 4 - Риз6 = 0,8 атм.; 5 - Ршб = 1 атм.

а о

2 о -A S -1 О

— 1 S

-12. О

а) б)

Рис.3. Распределение скорости воздуха: а) - в сечении 2 (Ь2 = 100 мм) при Ртб - 1 атм; б) - в сечении 3 (Ь3 = 200 мм) при Ртб = 1 атм.

Наиболее общее представление о механизме коронного разряда в процессе нанесения полимерно-порошковых покрытий можно получить из вольтамперной характеристики (ВАХ). Диаграммы зависимости тока от напряжения представлены на рис. 5. На рис. 6 представлены диаграммы зависимости тока от скорости потока в разряде при различных напряжениях.

II кВ

ли

Г.лйг

Рис. 4. Вольт-амперная характеристика Рис. 5. Зависимость тока разряда от коронного разряда скорости потока при напряжениях: 1 - II

с кВ, 2-15 кВ, 3-20 кВ, 4-25 кВ, 5 - ЗС

кВ.

Были проведены измерения потенциала электростатического поля при нанесении полимерно-порошковых покрытий на металлические подложки при различных скоростях движения микрочастиц (8 м/с, 10 м/с, 14 м/с, 18 м/с 22 м/с) и расстояниях до подложки (10 см, 15 см, 20 см, 25 см, 30 см), зо-*

—— ЦТ _ зо кВ -^и - 25 кВ

—»._.х:т = 2о кв -е-и - 15 кВ -»-и — Ю кВ

Рис. 6. Изменение потенциала поля при скорости движения микрочастиц - 10

м/с.

Результаты измерений массы осевшей на подложку в процессе распыления полимерно-порошковой краски, коэффициента осаждения полимерного порошка представлены на рис.7.

/Т /Т 1

0 10 15 29 25 М

22 не -»- 18 мг 14 м ( — Им с 8м'е

а)

Рис. 7. а) - масса осевшей краски; б) - коэффициент осаждения полимерного

порошка

Дифференциальные кривые распределения числа частиц по размерам полимерно-порошковой краски и остатков неосевшей полимерно-порошковой краски после ее напыления представлены на рис. 8.

мкм

Рис.8. Дифференциальные кривые распределения числа частиц по размерам

Частицы размером 1-12 мкм в процессе напыления уносятся воздухом; частицы порошковой краски размером 14-32 мкм оседают на напыляемую деталь; частицы размером более 35 мкм осыпаются с напыляемой детали. Наиболее подходящей порошковой краски для нанесения полимерно-порошковых покрытий является такая, дисперсный состав которой находится в диапазоне 14-32 мкм.

В начальной зоне течения плотности объемного заряда достаточно близка для всех размеров частиц, однако в основной части промежутка различие в подвижностях начинает сказываться на характере изменения величин плотности объемного заряда. Частицы полимерно-порошковой краски, имеющие средний размер 20 мкм, в процессе напыления в поле коронного разряда приобретают з"ряд Я=1-103 Кл/кг. [Артамонов, А. Ф. Роль дисперсного состава порошковых ЛКМ в процессе окраски / А. Ф. Артамонов, А. В. Панюшкин // Лакокрасочные материалы и их применение. - 2009. -№8. - С. 40- 44].

Моделирование коронного разряда производилось в системе электродов «игла - плоскость». Между частицами в поле коронного разряда существуют силы кулоновского взаимодействия. На основании этого можно допустить отсутствие столкновений между частицами порошка в процессе их движения от пистолета-распылителя до подложки. Поэтому выбрана система уравнений бесстолкновительной динамики монодисперсиой двухтемпературной двухскоростной среды без фазовых переходов. В соответствии с концепцией взаимопроникающих континуумов, несущая фаза и дисперсная фазы описываются системой уравнениями неразрывности, сохранения компонент импульса, сохранения энергии. Система уравнений динамики газовзвеси дополнительно учитывает изменение импульса дисперсной фазы под действием силы Кулона. Потенциал электростатического поля находится из решения уравнения Лапласа, в пренебрежении объемным зарядом аэрозоля, с неоднородными граничными условиями 1 рода на поверхности электродов и с однородными условиями 2 рода на свободных границах расчетной области с учетом симметрии задачи.

Пусть дисперсная фаза образована сферическими частицами радиуса 11=10 мкм с плотностью вещества рт=1000 кг/м3 и объемным содержанием а=0,001. Заряд представленной фазы принимает значение я= 1 • 10"3 Кл/кг. Рассмотрим движение дисперсной фазы под действием силы со стороны электростатического поля, предполагая аэродинамическую силу трения равной нулю. На рис.9, а) показан потенциал электрического поля, в случае, когда длина коронирующего электрода составляет 0,005м, потенциалы (р1=15 кВ, <р2= -15кВ. На рис.9, б) приведено поле продольной составляющей скорости частиц, а на рис.9, в) приведено векторное поле скоростей в момент времени I = 1 с. Наибольшая скорость наблюдается вблизи поверхности коронирующего электрода (8 - 22 м/с), а также у кромки плоского электрода, на который производится напыление и достигает 4 м/с (рис. 9, б)). С ростом разности потенциалов между электродами скорость частиц растет линейно.

Рис. 9. Разность потенциалов Дф=30 кВ, длина коронирующего электрода 0,005м: а) - распределение потенциала электрического поля; б) - поле продольной составляющей скорости заряженных аэрозольных частиц; в) - векторное поле скоростей заряженных аэрозольных частиц; г) - сравнение расчетных и экспериментальных данных пространственного распределения потенциала поля Кривая экспериментальных данных имеет ту же тенденцию, что и расчетная кривая, т.е. уменьшение плавающего потенциала с увеличением расстояния до подложки. Погрешность совпадения экспериментальных и расчетных результатов составила 18%.

В четвертой главе на основе проведенных экспериментальных и теоретических исследований, разработана технология нанесения однородных

полимерно-порошковых покрытий, представлены результаты исследования физико-механических свойств, полученных с помощью низкотемпературной плазмы функциональных покрытий с заданными свойствами. Так же приведены результаты исследований полученных покрытий на предмет прохождения ультразвука. Представлен технологический процесс нанесения покрытий для восстановления вышедших из строя медицинских УЗИ-датчиков.

Внешний вид полученных в поле коронного разряда полимерно-порошковых покрытий представлен на рис.10.

Рис. 10. Внешний вид покрытия

Видно: при нанесении полимерно-порошковой краски на плоскую подложку,

ориентированную нормально к оси напыления, твердая фаза наносится неравномерно и ее плотность возрастает в направлении свободной кромки, где она достигает наибольшего значения.

Толщина защитного слоя пьезоэлемента медицинского УЗИ-датчика не должна превышать четверти длины волны, чтобы соответствовать требованиям к пропусканию, частичному отражению и поглощению ультразвуковых волн, используемых в преобразователе. В противном случае возможен эффект полного поглощения излучения. Скорость распространения ультразвука рассчитывается по формуле:

С = /А, (4)

где С - скорость распространения ультразвука в среде,/- рабочая частота УЗИ-датчика, X - длина генерируемой пьезоэлементом волны.

Усредненная скорость распространения ультразвука в тканях человека составляет 1540 м/с - на эту скорость рассчитано большинство ультразвуковых диагностических приборов. Наиболее часто используемый медицинский УЗИ-датчик имеет рабочую частоту 2,8-106 МГц. Подставляя в формулу (4), получаем: \=СИ= 1540м/с: 2,8-Ю6 Гц = 550 мкм. Четверть длины волны составляет 137 мкм.

Аналогично рассчитывается необходимая нам величина и для датчиков, имеющих большее значение частоты.

Результаты исследования прохождения ультразвука через полимерно-порошковое покрытие представлены в таблице 1.

Таблица 1

Экспериментальные и расчетные данные прохождения ультразвука через _полимерно-порошковое покрытие__

Среда Свободный Пьезоэлемент, Пьезоэлемент, наклеенный на

пьезоэлемент наклеенный на металлическую пластину с

металлическую пластину покрытием

Воздух {= 2,8 МГц {= 2,94 МГц {= 2,93 МГц

и= 14В и = 0,84 В и = 0,82 В

2,х = 420 Ом Х,х = 246 Ом гвх = 246 Ом

Спирт {= 2,96 МГц Г= 2,94 МГц {= 2,93 МГц

медицин и = 2,9 В и = 0,69 В и = 0,67 В

-скии г,х = 870 Ом = 20 Юм = 20 Юм

Исследования функциональных покрытий на предмет пропускания ультразвука показали, что полимерно-порошковые покрытия не препятствуют его прохождению.

Полученные равномерные по толщине, рассчитанной для медицинских УЗИ-датчиков, функциональные покрытия испытывались на прочность, адгезию, износостойкость, блеск. Результаты исследования покрытий представлены в таблице 2. Образец №5 представляет собой полимерно-порошковое покрытие для медицинского УЗИ-датчика с рабочей частотой 2,8-106 МГц.

Таблица 2

Физико-механические свойства полученных функциональных покрытий.

Показатель №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 то Ш1 Ш2 N»13 №14 №15

Толщина пленки, мкм 192 154 154 154 137 110 96 77 64 64 64 55 51 51 38

Прочность при ударе, см 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50

Гибкость, мм 4,8 4,8 5,0 4,7 4,9 4,8 5,0 4,9 4,9 4,8 4,9 4,9 4,8 5,0 5,1

Адгезия, баллы 1 2 1 1 2 2 1 1 1 1 2 1 2 2 1

Блеск, % 45 45 45 44 45 45 45 45 44 45 44 45 44 45 45

Твердость, отн. ед. 0,8 0,8 0,8 0,81 0,81 0,80 0,80 0,81 а,80 0,80 0,81 0,81 0,80 0,80 0,81

Износостойкое ть, г 0,64 0,58 0,65 0,66 0,64 0,65 0,64 0,59 0,68 0,59 0,58 0,62 0,62 0,62 0,63

ВЫВОДЫ

1. Комплексные экспериментальные исследования параметров многофазного потока плазмы коронного разряда показали: значения скорости воздуха по срезу сопла пистолета-распылителя в зависимости от давления воздуха на входе в ствол пистолета-распылителя варьируются от 8 м/с до 22 м/с при подаваемом избыточном давлении от 0,2 атм. до 1 атм. При удалении от среза сопла пистолета-распылителя значения скоростей снижаются (до 2,5 м/с при

избыточном давлении 1 атм.), заметен рост скорости потока у подложки (до 4 м/с при избыточном давлении 1 атм.), профиль распределения скоростей частиц приближается к параболическому.

Кривые зависимости тока разряда от скорости потока при различных напряжениях показывают плавный рост тока разряда при росте скорости потока 8 - 22 м/с и при увеличении напряжения 10 кВ - 30 кВ.

Исследования распределения плавающего потенциала, показали падение потенциала поля на расстоянии 15 см в 3 раза до значений 4 кВ и его стабилизацию.

2. Разработана и представлена методика определения размеров частиц наносимого полимерного порошка, участвующих в процессе получения покрытий. Частицы размером 1-12 мкм в процессе напыления уносятся воздухом; частицы порошковой краски размером 14-32 мкм оседают на напыляемую деталь; частицы размером более 35 мкм осыпаются с напыляемой детали. Наиболее подходящей порошковой краской для нанесения полимерно-порошковых покрытий является такая, дисперсный состав которой находится в диапазоне 14-32 мкм.

3. Разработана физико-математическая модель движения частиц полимерно-порошковой краски в поле коронного разряда в процессах нанесения функциональных покрытий при определенных ограничениях.

Выявлено: влияние электростатических сил на поток частиц полимера наблюдается только в непосредственной близости от электродов, где градиенты потенциалов наиболее велики. При нанесении полимерно-порошковой краски на плоскую подложку, ориентированную нормально к оси напыления, твердая фаза наносится неравномерно и ее плотность возрастает в направлении свободной кромки, где она достигает наибольшего значения, что определяется большей напряженностью электростатического поля в этой области.

4. Экспериментальные исследования движения микрочастиц полимера в процессе распыления в коронном разряде показали: при скорости частиц 8 м/с заметен резкий рост массы осевшей на образец краски и коэффициента осаждения порошка, при дальнейшем увеличении скорости частиц масса осевшей на образец краски и коэффициент осаждения порошка плавно возрастают.

5. На основе экспериментальных исследований и физико-математической модели движения частиц полимерно-порошковой краски в поле коронного разряда выбраны рабочие характеристики системы нанесения покрытий с заданными свойствами. Защитные слои пьезоэлементов медицинских УЗИ-датчиков с рабочими частотами от 2 до 10 МГц имеют диапазон толщин: 38 - 192 мкм. Для ' получения заданных толщин задается напряжение на коронирующем электроде:

15 - 30 кВ; Избыточное давление подаваемого воздуха: 0,2 - 1 атм.; расстояние до подложки:' 15 - 30 см; время нанесения частиц полимера: 2 - 8 с.

;6.':Р&фаботана технология нанесения равномерных по толщине полимерно-порошковых покрытий с заданными свойствами на пьззоэлемент медицинских УЗИ-датчиков. Годовая экономическая эффективность составила 777 500 рублей.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

Научные статьи, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК,

патенты: ":

1. Гаврилова В.А. Коронный разряд Для поМмерно-порошковйх покрытий/ В.А. Гаврилова, Н.Ф. Кашапов// Вестник КГТУ.1 2Ó10№7, СЛ17-Й5.

2. Волгаев С.А. Исследование дисперснойй полимфно-пб^юшковЩ красок, применяемых для напыления в коронном рйряде/ С.А. Волгаев, B.Á. Гаврилова, Н.Ф. Кашапов// Лакокрасочные материалы й их прйменёние - №8

2011,С.38 —42. ^ ,.. V,.,! и;.,,,^

3. Гаврилова В.А. Плазменное напыление полимерно-порошков'кх покрытий для защиты УЗИ-датчиков/ В.А; Гаврилова. Н.Ф. КашайЬв, '-Р.Н. Кашапов//Медицинская техника - №5,2011; С43-46. ' ■ • ■ • ^ • ■ !

4. Пат.№ 2436257 Российская Федерация. МПК7 H04R 17/00, Аб 1В 8/00.' Ультразвуковой сканирующий преобразователь для медицинских диагностических приборов / Гаврилова В.А., Кашапов Н.Ф. - 2010126042/28-заявл. 25.06.2010; опубл. 10.12.2011, Бюл. №34. - 3 с. • '

5. Gavrilova V.A., Kashápov N.F. Kashapov R.N. Plasma application of protective polimer-powder coatings to ultrasonic sensors/ V.A. Gavrilova. N.F. Kashapov, R.N. Kashapov// Biomedical Engineering. Vol 45, №5, January, 2012. dd 198-200.

Материалы и труды конференций:

6. Гаврилова В.А. Нанесение покрытий на пьезоэлемент УЗИ-датчиков/ В.А. Гаврилова, Н.Ф. Кашапов // Третья Российская студенческая научно-техническая конференция «Вакуумная техника и технология» 10-12 апреля 2007г., г Казань, с. 146.

7. Гаврилова В.А. Применение коронного разряда для нанесения функциональных покрытий/ В.А. Гаврилова. Н.Ф. Кашапов// Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий - ¡ Республиканская научно-техническая конференция: сборник статей/ М-во образ, и науки РФ, Казан, гос. технол. ун-т. - Казань: КГТУ, 2010, С126-135.

8. Гаврилова В.А. Исследование и анализ дисперсности полимерно-порошковых красок при электростатическом напылении/ В.А. Гаврилова А Р. Каплан, Н.Ф. Кашапов, А.Р. Садриева// Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий - II Республиканская научно-техническая конференция: сборник статей/ М-во образ, и науки РФ, Казан, гос. технол vh-t -Казань: КГТУ, 2011, С. 122-139. '

9. Гаврилова В.А. Плазма коронного разряда в процессах нанесения функциональных покрытий/ В.А. Гаврилова. А.Р. Каплан, Н.Ф. Кашапов// Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий -III Республиканская научно-техническая конференция 13-17 ноября 2011 г.: сборник статей/ М-во образ, и науки РФ, Казан, гос. технол. ун-т. - Казань- КГТУ

2012, С. 11-16.

Тезисы докладов конференций

10. Гавршова В.А. Усовершенствование датчика (УЗИ-датчика) в системах ультразвуковых исследований/ В.А. Гаврилова// Аннотации дипломных работ бакалавров, специалистов и магистров — выпускников университета 2007 года. - Казань: Изд-во Казан, гос. технол. ун-та, 2007, С. 119 - 120.

11. Гавршова В.А. Коронный разряд в процессах нанесения покрытий/ В.А. Гаврилова. Н.Ф. Кашапов// КГТУ, Научная сессия (4-8 февраля 2008 года), с. 216

12. Гаврилова В.А. Плазма коронного разряда в процессах нанесения полимерно-порошковых покрытий/ В.А. Гаврилова. Р.Н. Кашапов, А.Р. Садриева// Сборник работ победителей конкурса студентов вузов ею напрвлениям: лазерные и плазменные технологии, квантовая и атомная оптика, нанофотоника/ Под ред. А.Г. Григорьянца, И.Х. Исрафилова; ГОУ ВПО «Кам.гос.инж.-экон. акад.»-Набережные Челны: Изд-во Кам.гос.инж.-экон. акад., 2009. - 361с.

13. Гаврилова В.А. Нанесение полимерно-порошковых покрытий с заданными свойствами/ В.А. Гаврилова// КГТУ, Научная сессия (3-6 февраля 2009 года), с. 275.

14. Гаврилова В.А. Оборудование для нанесения полимерно-порошковых покрытий/ В.А. Гаврилова. Н.Ф. Кашапов// КГТУ, Научная сессия (2-5 февраля 2010 года), с. 132.

15. Гаврилова В.А. Нанесение полимерно-порошковых покрытий коронным разрядом/ В.А. Гаврилова// КГТУ, Научная сессия (2-5 февраля 2010 года), с.255.

16. Гаврилова В.А. Выбор типа полимерно-порошковых материалов для защитного слоя пьезоэлемента медицинских УЗИ-датчиков/ В.А. Гаврилова // КГТУ, Научная сессия (6-10 февраля 2012 года), с.317.

17. Гаврилова В.А. Исследование дисперсности полимерно-порошковых красок при распылении в коронном разряде/ В.А. Гаврилова// КГТУ, Научная сессия (6-10 февраля 2012 года), с. 318.

18. Гаврилова В.А. Исследование движения полимерного порошка в поле коронного разряда/ В.А. Гаврилова. Р.Г. Лучкин// КГТУ, Научная сессия (6-10 февраля 2012 года), с. 318.

19. Гавршова В.А. Коронный разряд в процессах нанесения функциональных покрытий/ В.А. Гаврилова. Н.Ф. Капапов// Тезисы докладов XXXVII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, г. Звенигород, 8-12 февраля 2010г. - М.: ЗАО ЕТЦ «ПЛАЗМАИОФАН», 2010г., с. 211

20. Гавршова В.А. Исследование коронного разряда в процессах нанесения функциональных покрытий/ В.А. Гаврилова. А.Р. Каплан, Н.Ф. Кашапов// Тезисы докладов XXXIX Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, г. Звенигород, 6-10 февраля 2012г., - М: ЗАО НТЦ «ПЛАЗМАИОФАН», 2012, с. 200

Соискатель ; Гаврилова В.А.

ГАВРИЛОВ А ВИКТОРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА ПЛАЗМЫ КОРОННОГО РАЗРЯДА В ПРОЦЕССАХ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

Специальность 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы

Отпечатано в ООО «Мастер Лайн» Формат 60x84 1/16. Бумага,офсетная 80 г. Усл. п. л. 1,25. тираж 120 шт. Заказ А-8.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Гаврилова, Виктория Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА 1 КОРОННЫЙ РАЗРЯД И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ 10 НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

1.1 Методы нанесения полимерно-порошковых покрытий

1.2 Применение низкотемпературной плазмы для нанесения 20 полимерно-порошковых покрытий

1.3 Математическая модель униполярного коронного разряда

1.4 УЗИ-системы и УЗИ-датчики, используемые в современной 30 медицинской диагностике

1.5 Постановка задачи диссертации

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА 39 ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Оборудование для нанесения покрытий

2.2 Измерительная аппаратура, методика проведения экспериментов

2.3 Методы исследования физико-механических свойств покрытий

2.4 Методы статистической обработки результатов экспериментов и 55 оценка погрешности измерений

ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫ Е

ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА ПЛАЗМЫ КОРОННОГО РАЗРЯДА В ПРОЦЕССАХ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

3.1 Экспериментальные исследования размеров частиц полимерного 62 порошка

3.2 Экспериментальные исследования коронного разряда в процессе 70 нанесения покрытий

3.3 Экспериментальное исследование движения полимерного порошка в поле коронного разряда

3.4 Теоретическое исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессе нанесения покрытий

ГЛАВА 4 ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ С

ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ

4.1 Исследование физико-механических свойств полученных 95 покрытий

4.2 Исследование прохождения ультразвука через полученное 97 покрытие

4.3 Технология нанесения защитных покрытий на медицинские 98 ультразвуковые датчики

Введение диссертация по механике, на тему "Исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий"

Низкотемпературная плазма является универсальным инструментом для обработки поверхности, нанесения покрытий с заданными свойствами на детали различной формы.

Методы нанесения полимерно-порошковых покрытий на поверхность весьма разнообразны. В основу их классификации могут быть положены разные признаки: конструктивные формы применяемого оборудования; физическое состояние осаждаемого материала; принцип осаждения и удержания порошка на твердой поверхности. Наибольшее признание получили следующие способы нанесения порошковых материалов на поверхность: в кипящем слое, в электростатическом поле, струйное напыление и ряд других.

Подробным изучением поведения порошковых частиц в газодинамическом потоке занимаются такие ученые, как В. Jodoin, P. Richer, S.Gu, D.G. McCartney, C.N. Eastwick, Верещагин И.П., Яковлев А.Д. Однако поведение полимерно-порошковых частиц в поле коронного разряда в процессе нанесения функциональных покрытий до сих пор не рассматривалось.

Существенно сократить объем экспериментов для выявления оптимальных параметров коронного разряда, при которых возможно получение равномерных по толщине полимерно-порошковых покрытий позволяет исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий и разработка на основе полученных экспериментальных данных физико-математической модели низкотемпературной плазмы, связывающей электрические и динамические параметры разряда с физико-механическими свойствами получаемых покрытий. Для этого необходимо изучение дисперсного состава полимерно-порошковой краски, скоростей движения частиц в поле коронного разряда, вольт-амперных характеристик, и распределение потенциала плазмы.

Цель и задачи исследования. Целью работы является исследование многофазного потока плазмы коронного разряда в процессе нанесения полимерно-порошковых покрытий и разработка технологии получения покрытий с заданными функциональными свойствами.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Экспериментально исследовать характеристики многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения полимерно-порошковых покрытий.

2. Экспериментально исследовать движение полимерных микрочастиц в электростатическом поле в процессах нанесения полимерно-порошковых покрытий.

3. Разработать физико-математическую модель движения микрочастиц в электростатическом поле в процессах нанесения покрытий с заданными свойствами.

5. Экспериментально исследовать зависимость свойств полученных покрытий от параметров коронного разряда, газодинамического потокд и размера напыляемых частиц.

Научная новизна работы.

1. Исследованы характеристики многофазного потока плазмы коронного разряда в процессах нанесения покрытий;

2. Разработана методика определения дисперсного состава частиц наносимого порошка;

3. Впервые определен размер частиц полимерно-порошковой краси, эффективно участвующих в процессе напыления;

4. Разработана физико-математическая модель движения микрочастиц в поле коронного разряда.

Практическая ценность работы

Внедрены в промышленность методика микроскопического исследования дисперсного состава полимерно-порошковой краски (ООО «Политон»), технологии восстановления ультразвукового сканирующего преобразователя для медицинских диагностических приборов (ООО «Казань-МедСервис»).

Работа выполнялась по грантам: Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «СТАРТ-1» по теме «Ремонт, восстановление и модернизация медицинских УЗИ-датчиков» (2010 г.), грант на получение целевых субсидий субъектам малого и среднего предпринимательства Республики Татарстан для развития инноваций и технологической модернизации производства на территории Республики Татарстан по теме «Ремонт, восстановление и модернизация медицинской техники (в том числе УЗИ») (2010 г.).

Научная и практическая значимость работы подтверждена актами внедрения результатов диссертационной работы.

На защиту выносятся следующие научные положения и выводы:

2. Методика определения дисперсного состава частиц наносимого полимера;

4. Физико-математическая модель движения микрочастиц в электростатическом поле;

6. Разработанная технология нанесения защитных полимерно-порошковых покрытий на пьезоэлемент УЗИ-датчика.

Заключение диссертации по теме "Механика жидкости, газа и плазмы"

Выводы:

1. На основе экспериментальных исследований и физико-математической модели движения микрочастиц полимерного порошка в поле коронного разряда выбраны рабочие характеристики системы нанесения покрытий с заданными свойствами. Защитные слои пьезоэлементов медицинских УЗИ-датчиков с рабочими частотами от 2 до 10 МГц имеют диапазон толщин: 38 - 192 мкм. Для получения заданных толщин задается напряжение на коронирующем электроде: 15-30 кВ; избыточное давление подаваемого воздуха: 0,2 - 1 атм.; расстояние до подложки: 15-30 см; время нанесения частиц полимера: 2 - 8 с.

2. Разработана технология нанесения равномерных по толщине полимерно-порошковых покрытий с заданными свойствами на пьезоэлемент медицинских УЗИ-датчиков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования распределения плавающего потенциала показали падение потенциала поля на расстоянии 15 см в 3 раза до значений 4 кВ и его стабилизацию.

5. На основе экспериментальных исследований и физико-математической модели движения частиц полимерно-порошковой краски в поле коронного разряда выбраны рабочие характеристики системы нанесения покрытий с заданными свойствами. Защитные слои пьезоэлементов медицинских УЗИ-датчиков с рабочими частотами от 2 до 10 МГц имеют диапазон толщин: 38 - 192 мкм. Для получения заданных толщин задается напряжение на коронирующем электроде: 15 - 30 кВ; избыточное давление подаваемого воздуха: 0,2 - 1 атм.; расстояние до подложки: 15-30 см; время нанесения частиц полимера: 2 - 8 с.

6. Разработана технология нанесения равномерных по толщине полимерно-порошковых покрытий с заданными свойствами на пьезоэлемент медицинских УЗИ-датчиков. Годовая экономическая эффективность составила 777 500 рублей.

Список источников диссертации и автореферата по механике, кандидата технических наук, Гаврилова, Виктория Александровна, Казань

1. Мюллер, Б. Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур/ Б. Мюллер, П. Ульрих. - М.: ООО «Пейнт-Медиа», 2007.-237 с.

2. Музыкантов, В. Н. Нанесение полимерных порошковых композиций на металлические и неметаллические изделия/

3. B. Н. Музыкантов// ООО «Высокие технологии. 2012 (http ://vysokie.ru/articles/5 .html).

4. Кнунянц, И. Л. Химическая энциклопедия: в 5 ч. / И. Л. Кнунянц. М.: Советская энциклопедия, 1988. - 623 с.

5. Антошин, Е. В. Нанесение покрытий из полимерных материалов способом газопламенного напыления / Е. В. Антошин, И. А. Немковский. -М.: «Машиностроение», 1967. 103 с.

6. Гаврилова, В.А. Коронный разряд для полимерно-порошковых покрытий / В. А. Гаврилова, Н. Ф. Кашапов // Вестник КГТУ. 2010. - №7.1. C. 117-125.

7. Ridge J. European market of polymer-powder coatings / J. Ridge // European Coatings Journal. 2007. - №2, p. 18 - 19.

8. Яковлев, А. Д. Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе / А. Д. Яковлев, В. Ф. Здор, В.И. Каплан; под общ. ред. А. Д. Яковлева. Л.: Химия, 1979. - 256 с.

9. Гарин, В. Н. Полимерные защитные и декоративные покрытия строительных материалов / В. Н. Гарин, Н. Н. Долгополов М.: Стройиздат, 1975.- 190 с.

10. Верещагин, И. П. Основы электрогазодинамики дисперсных систем / И. П. Верещагин, В. И. Левитов, Г. 3. Мирзабекян, М. М. Пашин; под общ. ред. И. П. Верещагина. М.: Энергия, 1974. - 480 с.

11. Лившиц, М. Н. Электрические явления в аэрозолях и их применение / М. Н. Лившиц, В. М. Моисеев; под общ. ред. Ф. Т. Садовского. Л.: Энергия, 1965. - 224 с.

12. Лившиц, М. Н. Электроэмалирование санитарно-технических изделий / М. Н. Лившиц. М.: Стройиздат, 1975. - 97 с.

13. Брок Т. Европейское руководство по лакокрасочным материалам и покрытиям / Т. Брок, М. Гротэклаус, П. Мишке; под общ. ред. У. Цорлля. -М.: Пейнт-Медиа, 2007. 548 с.

14. Елисаветский, А. М. Лакокрасочные покрытия. Технология и оборудование / А. М. Елисаветский, В. Н. Ратников, В. Г. Дорошенко; под общ. ред. А. М. Елисаветского. М.: Химия, 1992. - 415 с.

15. Сафронов, А. П. Электрофоретическое осаждение нанопорошков на пористой поверхности / А. П. Сафронов, Е. Г. Калинина, Ю. А. Котов, А. М. Мурзакаев, О. Р. Тимошенкова // Российские нанотехнологии. 2006. -С. 162-169.

16. Ляпин, А. Г. Нанесение порошковых материалов в электрическом поле / А. Г. Ляпин. М.: Энергия, 1967. - 244 с.

17. Антошин, Е. В. Газотермическое напыление покрытий / Е. В. Антошин. М.: Машиностроение, 1974. - 96 с.

18. Котляровский, Л. Н. Трибоэлектрический распылитель порошковых красок / Л. Н. Котляровский // Лакокрасочные материалы и их применение. 1983. - №3. - С. 46.

19. Хасуй, А. Техника напыления / А. Хасуй. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

20. Цыбин, А. С. Физические основы плазменной и лазерной технологий: учеб. пособие / А. С. Цыбин М.: МИФИ, 2002. - 184 с.

21. Кудинов, В. В. Плазменные покрытия / В. В. Кудинов. М.: Наука, 1977.- 184 с.

22. Кулик, А. Я. Газотермическое напыление композиционных порошков / А. Я. Кулик, Ю. С. Борисов, А. С. Мнухин, М. Д. Никитин; под общ. ред. В. С. Степина. Л.: Машиностроение, 1985.-199 с.

23. Пузряков, А. Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления / А. Ф. Пузряков. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. - 360 с.

24. Борисов, Ю. С. Газотермические покрытия из порошковых материалов / Ю. С. Борисов, Ю. А. Харламов, С. Л. Сидоренко; под общ. ред. В. Е. Накорякова. Киев: Науковая думка, 1987. - 544 с.

25. Снежков, В. А. Перспективы развития технологии и оборудования для электроискрового нанесения покрытий / В. А. Снежков // Защитные покрытия на металлах. 1982. - № 16. - С. 65-68.

26. Будилов, В. В. Физические основы вакуумно-плазменной технологии нанесения покрытий: учеб. пособие / В. В. Будилов. Уфа: Уфим. гос. авиац. техн. ун-т, 1993. - 74 с.

27. Кракович, Г. А. Напыление порошковых полимерных и олигомерных материалов / Г. А. Кракович, К. Г. Безкоровайный; под общ. ред. В. А. Брагинского. Л.: Химия, 1980. - 112 с.

28. Рыкалин, Н. Н. Расчеты тепловых процессов при сварке / Н. Н. Рыкалин. М.: Машгиз, 1951.-296 с.

29. Цветков, Ю. В. Низкотемпературная плазма в процессах восстановления / Ю. В. Цветков, С. А. Панфилов; под общ. ред. Ю. В. Цветкова. М.: Наука, 1980. - 360 с.

30. Кудинов, В. В. Нанесение покрытий распылением. Теория, технология и оборудование / В. В. Кудинов, Г. В. Бобров; под общ. ред.

31. Б. С. Митина. М.: Металлургия, 1992. - 432 с.

32. Токарев, А. В. Коронный разряд и его применение / А. В. Токарев. Бишкек: КРСУ, 2009. - 138 с.

33. Веденов, Г. Н. Новое в методах и технологии нанесения полимерных порошковых покрытий / Г. Н. Веденов, Г. С. Касимова, Т. И. Кантерова, Н. Я. Митрофанова // Лакокрасочные материалы и их применение. 1987. - №3. - С.72-75.

34. Козлов, Б. А. Предельный ток многоострийного коронного разряда / Б. А. Козлов, В. И. Соловьев // Журнал технической физики. -2006. Т. 76, вып. 3. - С. 34 - 40.

35. Дандарон, Г.-Н. Б. Критериальное обобщение вольт-амперной характеристики отрицательного коронного разряда в потоке аргона / Г-Н. Б. Дандарон, В. Б. Шагдаров, Б. Ц. Базарсадаев // Журнал технической физики. 2007. - Т. 77, вып. 3. - С. 94 - 96.

36. Ашмарин, Г. В. Физика горения линейного коронного факельного разряда / Г. В. Ашмарин, К. С. Ким, А. В. Токарев // Третий международный симпозиум по теоретической и прикладной гшазмохимиии.- Сборник материалов, Иваново. 2002. - С. 376.

37. Малютин, А. Е. Особенности горения коронного разряда в ограниченном пространстве / А. Е. Малютин // Вестник РГРТУ. 2007. №21 . -С 81 -85.

38. Афанасьев, С. Б. Некоторые особенности коронного разряда в воздухе / С. Б. Афанасьев, Д. С. Лавренюк, И. Н. Петрушенко, Ю. К. Стишков // Журнал технической физики. 2008. - Т.78, вып. 7. - С. 35 -39.

39. Самусенко, А. В. Компьютерное моделирование коронного разряда в воздухе / А. В. Самусенко, Ю. К. Стишков // Сборник трудов IX Международной научной конференции «Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей». 2009. - С. 201-205.

40. Ватажин, А. Б. Теоретическое и расчетное исследование обтекание тел потоком вязкой среды, содержащим заряженные микрочастицы и ионы / А. Б. Ватажин, К. Е. Улыбышев //

41. Гольдфарб, А. Я. Выбор режима формирования порошкового эпоксидного покрытия / А. Я. Гольдфарб, В. М. Давиденко, В. П. Кунгурцев // Лакокрасочные материалы и их применение. 1985. - № 1. - С.15-16.

42. Довягло, В. А. Зависимость толщины покрытий порошковыми полимерами от напряженности электрического поля / В. А. Довягло, О. Р. Юркевич // Лакокрасочные материалы и их применение. 1983. - № 2. -С. 32-33.

43. Кириченко, В. Н. Движение заряженных частиц краски в сильно неоднородном внешнем электрическом поле / В. Н. Кириченко, А. А. Шутов // Лакокрасочные материалы и их применение. 1985. - № 5. - С. 26-28.

44. Васильєв, В. Е. Выбор параметров системы ИВН распылитель - дозатор при нанесении порошковых красок / В. Е. Васильев // Лакокрасочные материалы и их применение. - 1984. - № 2. С. 38-41.

45. Гладков, Д. М. Режимы работы пневмоэлектрораспылителей / Д. М. Гладков // Лакокрасочные материалы и их применение. 1983. - № 2. -С. 54-57.

46. Верещагин, И. П. Коронный разряд в аппаратах электронно-ионной технологии / И. П. Верещагин. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 315 с.

47. Токарев, А. В. Активация ультрадисперсного порошка кремния плазмой коронного разряда / А. В. Токарев, О. Н. Каныгина, В. М. Лелевкин, Н. Л. Петренко // Вестник КРСУ. 2005. - Т. 5. - № 1. - С. 43.

48. Панюшкин, В. В. Измерение заряда порошка, напыляемого распылителем с внутренней зарядкой / В. В. Панюшкин, М. М. Пашин // Лакокрасочные материалы и их применение. 1983. - № 2. - С. 60-62.

49. Панюшкин, В. В. Измерение заряда порошка, наносимого распылителями с внешней зарядкой / В. В. Панюшкин, М. М. Пашин // Лакокрасочные материалы и их применение. 1984. - № 2. - С. 25-27.

50. Акимов, П. А. Влияние заряда порошка на характеристики процесса напыления / П. А. Акимов, В. В. Панюшкин, М. М. Пашин, О. А. Трунов // Лакокрасочные материалы и их применение. 1984. - № 4. -С. 26-28.

51. Заец, И. В. Возникновение коронного разряда на поверхности частиц полимерных порошков при нанесении покрытий / И.В. Заец, В. С. Морозов, М. М. Пашин , Д. Л. Подгорнов // Лакокрасочные материалы и их применение. 1982. - № 3. - С. 37-39.

52. Сушко, Б. К. Многопараметрический измеритель зарядов в аэрозолях / Б. К. Сушко // Инж -физич проблемы новой техники Материалы 6-го Всерос совещания-семинара, М МГТУим НЭ Баумана, 16-18 мая 2001г. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. С. 178-179.

53. Сушко Б. К. Анализатор электрических подвижностей аэрозолей с емкостным коммутатором / Б. К. Сушко // Экологические системы и приборы. 2003. - №3. - С. 10-14.

54. Луизова, J1. А. Проблемы и перспективы исследования упорядоченных структур в плазме / JI. А. Луизова, А. Д. Хахаев; под общ. ред. О. Ф. Кравца. Петрозаводск: НОЦ «Плазма», 2002. - 31 с.

55. Артамонов, А. Ф. Роль дисперсного состава порошковых ЛКМ в процессе окраски / А.Ф. Артамонов, А. В. Панюшкин // Лакокрасочные материалы и их применение. 2009. - № 8. - С. 40-44.

56. Королев, Д. В. Определение дисперсного состава порошков микроскопическим методом: методические указания к лабораторной работе / Д. В. Королев, В. Н. Наумов, К. А. Суворов; под общ. ред. Д. В. Королева -СПб.: ГОУ ВПО СПбГТИ(ТУ), 2005. 41 с.

57. Васильев, В. Е. Влияние скорости воздушного потока на осаждение порошковых красок, наносимых пневмоэлектрическими распылителями / В.Е. Васильев // Лакокрасочные материалы и их применение. 1983. -№ 1. - С. 28-30.

58. Верещагин, И. П. Высоковольтные электротехнологии: учеб. пособие / И. П. Верещагин. М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 204 с.

59. Верещагин, И. П. Технология и оборудование для нанесения полимерных покрытий в электрическом поле / И. П. Верещагин, Л. Б. Котляревский, B.C. Морозов; под общ. ред. И. П. Верещагина М.: Электроатомиздат, 1990. - 238 с.

60. Молотков, В. И. Плазменно-пылевые структуры в тлеющем разряде постоянного тока. Результаты последних экспериментов / В. И. Молотков, О. Ф. Петров, М. Ю. Пустыльник, В. М. Торчинский, В.Е. Фортов

61. XXX Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 16-20 февраля 2003г. М.: ЗАО НТЦ «ПЛАЗМАИОФАН», 2003. - С. 116.

62. Фортов, В. Е. Физика неидеальной плазмы: учеб. пособие / В. Е. Фортов, А. Г. Храпак, И. Т. Якубов; под общ. ред. В. Е. Фортова М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 528 с.

63. Даутов, Г. Ю. Экспериментальное и теоретическое исследования генерации гетерогенной плазмы / Г. Ю. Даутов, Р. М. Марданшин, Ш. Р. Сабитов; под общ. ред. Н. А. Сахибуллина Казань: Фолиантъ, 2002. -204 с.

64. Исследование напряженности электрического поля и концентрации электронов в пылевой плазме: отчет о НИР (заключительный); рук. Даутов Г. Ю. Казань, 2008 г. - 43 с.

65. Белогловский, А. А. Разработка метода расчета электрического поля коронного разряда в системах электродов сложной конфигурации: дис. . канд. физ. мат. наук: 05.09.13: защищена: утв. / Белогловский Андрей анатольевич. - М., 1994. - 275 с.

66. Loeb, L. В. Electrical Coronas. Their Basic Physical Mechanism / L. B. Loeb // University of California Press, 1965/ 694 p.

67. Жаров, M. И. Вариационно-разностные методы решения задач математической физики / М. И. Жаров, А. И. Плис. М.: МЭИ, 1985. - 60 с.

68. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Серия Б «Справочные приложения, базы и банки данных» под общ. ред. В. Е. Фортова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 600 с.

69. Решидов И. К. Экспериментальное исследование электрических электрофильтров и их особенности при обратной короне: автореф., дис. на соиск. ученой степени канд. техн. наук. / И. К. Решидов. М.: МЭИ, 1971. -21 с.

70. Дандарон, Г.-Н. Экспериментальное исследование влияния расхода газа на импульсы тока отрицательной короны в аргоне / Г.-Н. Дандарон, Б. Б. Балданов // Прикладная физика. 2007. - № 5. - С. 71 - 75

71. Дандарон, Г.-Н. О характере влияния расхода газа на параметры отрицательной короны в потоке аргона / Г.-Н. Дандарон, Б. Б. Балданов // Журнал технической физики. 2008. - Т. 78, вып. 2. - С. 140 - 142.

72. Верещагин, И. П. Экспериментальное исследование зарядки микрочастиц материала в поле коронного разряда / И. П. Верещагин,

73. B. А. Вабашкин, А. Е. Гоник, И. В. Ермилов // Электричество. 1974. - № 2.1. C. 38-43.

74. Лившиц, М. Н. Электрические явления в аэрозолях и их применение / М. Н. Лившиц, В. М. Моисеев; под общ. ред. В. И. Левитова. -М.: Энергия, 1965. 224 с.

75. Верещагин, И. П. Измерение напряженности поля коронного разряда методом пробного тела / И. П. Верещагин, В. А. Бабашкин // в кн.: Сильные электрические поля в технологических процессах (электронно-ионная технология). М.: Энергия, вып. 2, 1971. С. 3-14.

76. Afanas'ev, D. S. Peculiarities of the Corona Discharge in Air /

77. D. S. Afanas'ev, I. N. Lavrenyuk, Petrushenko, Yu. K. Stishkov // Technical Physics/ 2008, Vol. 53, No. 7, pp. 848-852.

78. Ciric, I.R. Un the Boundary Conditions for Unipolar DC Corona Field Calculation/ I. R. Ciric, E. Kuffel. 4th Int. Symp. on High Voltage Engineering, 1983. -№ 13.

79. Колесников, A. E. Ультразвуковые измерения / A. E. Колесников. M.: Издательство стандартов, 1982. - 248 с.

80. Квашин, С. Е. Медицинские ультразвуковые электроакустические преобразователи / С. Е. Квашин. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. - 37 с.

81. Миллер, Э. Применение ультразвука в медицине. Физические основы / Э. Миллер, К. Хилл, Дж. Бэмбер, Р. Дикинсон, П. Фиш; под общ. ред. К. Хилла. М.: Мир, 1989. - 368 с.

82. Гаврилова, В. А. Плазменное напыление полимерно-порошковых покрытий для защиты УЗИ-датчиков / В.А. Гаврилова, Н.Ф. Кашапов, Р.Н. Кашапов // Медицинская техника. 2011. - №5. - С. 43-46.

83. Кудинов, В. В. Нанесение покрытий напылением. Теория, технология и оборудование/ В. В. Кудинов. М.: Машиностроение, 1993-488 с.

84. А. с. 1651976 (СССР) МКИ В 05 В 5/053. Электростатический распылитель порошков / Г. А. Гугунашвили, М. Г. Гутидзе, И. Ш. Кокая и др., опубл. 30.05.91 Бюл. №20.

85. А. с. 712134 (СССР) МКИ В 05 В 5/02. Устройство для электростатического нанесения покрытий из порошкового материала / В. Г. Кашин, Б. Ф. Бондарь, опубл. 30.01.80. Бюл. №4.

86. Пат. 2012422 (Россия) МКИ В 05 В 5/053. Распылитель для нанесения порошкообразных материалов. С.А. Назаренко, Г.А. Абадеева, опубл. 15.05.94. Бюл. №9.

87. Пат. 95108082 (Россия) В 05 В 5/047. Устройство для нанесения полимерных порошковых покрытий. К.К. Шатилов, опубл. 10.05.97. Бюл. №13

88. A.C. 845860. Распылительное устройство для электростатического нанесения полимерных покрытий. Н.В. Кузнецов, опубл. 15.07.81. Бюл. №26

89. A.C. 904797 (СССР) МКИ В 05 В 5/02. Электростатический распылитель порошков. В.Е. Прядинов, В.Е. Дубенчак, Г.В. Ксенофонтов и др., опубл. 15.02.82. Бюл. №6

90. Абрамович, Г. Н. Теория турбулентных струй / Г. Н. Абрамович, Г. А. Гришович, С. Ю. Крашенников; под общ. ред. Г. Н. Абрамовича. М.: Наука, 1984.-716 с.

91. Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика/ Г. Н. Абрамович. М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит, 1991 г. - 600 с.

92. Барашков, С. С. К вопросу повышения эффективности напыления порошковых красок пневмоэлектростатическими распылителями / С.С. Барашков, В. В. Рудковский // Лакокрасочные материалы и их применение. -1989. №3. - С.81-82.

93. Вьюнов, В. С. Сравнение распылителей с внутренней и внешней зарядкой /B.C. Вьюнов, М. М. Пашин // Лакокрасочные материалы и их применение. 1984. - №3. - С.52.

94. Пат. 95102390 (Россия) МКИ В 05 В 5/047. Устройство для распыления порошковых материалов / А. Г. Мальков, Е. И. Кириллов, опубл. 10.01.97. Бюл.№ 1

95. Пат. 589898 (Швейцария) МКИ В 05 В 5/02. Устройство для электростатического покрытия предметов распыленными частицами твердого вещества / Карл Бушор.

96. Пат. 2071841 (Россия) МКИ В 05 В 5/025, 5/047. Установка для нанесения порошковых полимерных материалов / Шинкаренко Н. И., Абадеева Г. А., опубл. 20.01.97. Бюл. №2.

97. Полякова, К. К. Технология и оборудование для нанесения порошковых полимерных покрытий / К. К. Полякова, В. И. Пайма; под общ. ред. К. К. Полякова. М.: Машиностроение, 1972. - 150 с.

98. Барашков, С. С. К вопросу повышения эффективности напыления порошковых красок пневмоэлектростатическими распылителями / С.С. Барашков, В. В. Рудковский // Лакокрасочные материалы и их применение. -1989. №3. - С.81-82.

99. Окадзаки, К. Технология керамических диэлектриков / К. Окадзаки. М.: Энергия, 1976. - 336 с.

100. Бреховских, Л. М. Волны в слоистых средах / Л. М. Бреховских. -М: Наука, 1973.-246 с.

101. ГОСТ 18318-94. Порошки металлические. Определение размера частиц сухим просеиванием. Введ. 1996 - 06 -19. - М.: Изд-во стандартов, 1996.-9 с.

102. Прохоров, А. М. Физическая энциклопедия / А. М. Прохоров. -М.: Наука, 1994.-704 с.

103. Модуль ввода аналоговый измерительный MB А 8. Руководство по эксплуатации. М.: ОВЕН, 1998. - 92 с.

104. Райзер, Ю. П. Основы современной физики газоразрядных процессов / Ю.П. Райзер. М.: Наука, 1980. - 416 с.

105. ГОСТ 4381-87. Микрометры рычажные. Общие технические условия. Введ. 1988 - 01 -01. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 15 с.

106. ГОСТ 4765-73. Материалы лакокрасочные. Метод определения прочности при ударе. Введ. 1974- 07 -01. - М.: Изд-во стандартов, 1974. -8 с.

107. ГОСТ 29309-92. Материалы лакокрасочные. Определение прочности при растяжении. Введ. 1993- 01 - 01. - М.: Изд-во стандартов, 1993.-2 с.

108. ГОСТ 25706-83 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования. Введ. 1984- 01 - 01. - М.: Изд-во стандартов, 1984.-4 с.

109. DIN 53151. Testing of paints, varnishes and similar coating materials; cross-cut test on paint coatings and similar coatings.

110. ISO 1522. Краски и лаки. Определение твердости по времени затухания маятника. Введ. 2002 - 01 - 01. - М.: Изд-во стандартов, 2002. -12 с.

111. ГОСТ 20811-75. Материалы лакокрасочные. Методы испытания покрытий на истирание. Введ. 1977- 01 - 01. - М.: Изд-во стандартов, 1977. -6 с.

112. Лучкин, Г. С. Аномальный тлеющий разряд в скрещенном электрическом и магнитных полях в процессах нанесения оптических покрытий: дис. . канд. техн. наук: 01.02.05: защищена 14.03.2005: утв. 22.08.2005. Казань, 2005. - 137 с.

113. ГОСТ 9.410-88. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия порошковые полимерные. Типовые технологические процессы. -Введ. 1977- 01 01. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 24 с.

114. Королев, Д. В. Определение дисперсного состава порошков микроскопическим методом: методические указания к лабораторной работе / Д. В. Королев, В. Н. Наумов, К. А. Суворов; под общ. ред. Д.В. Королева. -СПб.: ГОУ ВПО СПбГТИ (ТУ), 2005. 41 с.

115. Коузов, П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов / П. А. Коузов. Л.: Химия, 1987.-264 с.

116. Исрафилова; ГОУ ВПО «Кам.гос.инж.-экон. акад.»- Набережные Челны: Изд-во Кам.гос.инж.-экон. акад., 2009. 361с.

117. Альтшуль, А. Д. Гидравлика и аэродинамика / А.Д. Альтшуль, JI. С. Животовский, Л. П. Иванов М.: Стройиздат, 1987. - 410 с.

118. Волгаев С. А. Исследование дисперсности полимерно-порошковых красок, применяемых для распыления в коронном разряде / С. А. Волгаев, В. А. Гаврилова, Н. Ф. Кашапов // Лакокрасочные материалы и их применение. 2011. - №8. - С. 38-42.

119. Gavrilova, V.A. Plasma application of protective polimer-powder coatings to ultrasonic sensors/ V.A. Gavrilova, N.F. Kashapov, R.N. Kashapov // Biomedical Engineering. Vol 45, №5, January, 2012, pp. 198-200.

120. Рахматулин, X. А. Основы газодинамики взаимопроникающих движений сжимаемых сред / X. А. Рахматуллин // Прикладная математика и механика. 1956. - №2. -С.184-195.

121. Кутушев, А. Г. Математическое моделирование волновых процессов в аэродисперсных и порошкообразных средах / А. Г. Кутушев. -СПб.: Изд-во Недра, 2003 283 с.

122. Ивандаев, А. И. Газовая динамика многофазных сред. Ударные и детонационные волны в газовзвесях / А. И. Ивандаев, А. Г. Кутушев, Р. И. Нигматулин // Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Механика жидкости и газа", 1981. Т.16. - С. 209-287.

123. Стернин, Л. Е. Двухфазные моно и полидисперсные течения газа с частицами / Л. Е. Стерлин. - М.: Машиностроение, 1980. - 176 с.

124. Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкостей / К. Флетчер Т.2. М.: Мир. 1991. 551 с.

125. Steger, J. L. Implicit Finite-Difference Simulation of Flow about Arbitrary Two-Dimensional Geometries / J. L. Steger // AIAA J. 1978. Vol. 16, No 7. P. 679-686.

126. Жмакин А. И. Об одной монотонной разностной схеме сквозного счета / А. И. Жмакин, А. А. Фурсенко // ЖВМ и МФ. 1980. № 4. С. 10211031.

127. Тукмаков, A. JI. Численное моделирование колебаний монодисперсной газовзвеси в нелинейном волновом поле / A. JI. Тукмаков // Прикладная механика и техническая физика. -2011. -№.2. С.36-43.

128. Пат.№ 2436257 Российская Федерация. МПК7 H04R 17/00, А61В 8/00. Ультразвуковой сканирующий преобразователь для медицинских диагностических приборов / Гаврилова В.А., Кашапов Н.Ф. 2010126042/28; заявл. 25.06.2010; опубл. 10.12.2011, Бюл. №34. - 3 с.

129. Зацепин А.Ф. Акустический контроль. В 2 ч. 4.2. Физические основы ультразвуковой дефектометрии: учебное пособие/ А.Ф. Зацепин. -Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 117 с.

130. Кашапов Р.Н. Исследование плазменно-электролитного процесса обработки / Р.Н. Кашапов // Перспективные материалы 2008. - №5 - С. 466469.

131. Кашапов, Р.Н. Плазменно-электролитная обработка медицинских игл используемых в УЗИ-хирургии VI Международная конференция Физика плазмы и плазменные технологии Минск, Беларусь, 28 сентября 2 октября 2009.-С. 213-217.