Многоканальный разряд между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

На правах рукописи

АХАТОВ МАРАТ ФАРИХОВИЧ

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ РАЗРЯД МЕЖДУ СТРУЙНЫМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИМ КАТОДОМ И ТВЕРДЫМ АНОДОМ ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ

Специальность. 01 02 05 - Механика жидкости, газа и плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

п1Ш11;|1||1в

ООЭ1674ТЭ

Казань 2008 ^

Работа выполнена на кафедре технической физики Казанского государственного технического университета им А Н Туполева (КАИ)

Научный руководитель - доктор физико-математических наук, профессор

Гайсин Фивзат Миннебаевич

Защита состоится « * » с^егкЛ* 2008 г в часов на заседании диссертационного совета Д 212 079 02 при Казанском государственном техническом университете им А Н. Туполева по адресу 420011, г. Казань, Карла Маркса, д. 10

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

Автореферат разослан « Z >>¿^££/±¿200% г

Официальные оппоненты

- доктор технический наук, профессор Абдуллин Ильдар Шаукатович,

- доктор технических наук, профессор Зиганшин Рафаэль Рахимзянович

Ведущая организация

- ОАО Казанское ОКБ «СОЮЗ»

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

А Г Каримова"

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность работы. В настоящее время наряду с изучением; электрических разрядов между твердыми электродами большой итсрее представляют разряды в парогазовой среде с электролитическими электродами Одним из методов получения неравновесной низкотемпературной плазмы является использование многоканального разряда (МР), возникающего между твердым и электролитическим электродами Неравновесная низкотемпературная плазма многоканального разряда имеет множество эффектов, полезных с точки зрения технологических применений: очистка и полировка твердых металлических поверхностей, одностадийное получение мелкодисперсного порошка из углеродистых и инструментальных сталей при ашосфсрном давлении; синтез органических соединений в растворах электролитов, очистка воды и стерилизация растворов и изделий. В последние годы наметились новые перспективные направления применения многоканальною разряда между электролитическим катодом и твердым анодом в машиностроении! Многоканальные разряды между электролитическим кагодом и металлическим анодом являются полезными не только с гачки зрения • технологических применений, ко имеют большое значение для изучения физических явлений Несмотря на все указанные достоинства, многоканальный разряд между струйным электролитическим кагодом и твердым анодом при атмосферном давлении практически не изучен Не установлены формы многоканальных разрядов между струйным электролитическим катодом и твердым анодом Не исследовано взаимодействие плазмы МР со струйным электролитическим кагодом с поверхностями твердых тел Все это сдерживает разработку плазменных установок со струйным многоканальным разрядом и их внедрение м производство. В связи с изложенным экспериментальное исследование многоканального разряда между струйным электролитическим кагодом в твердым анодом при атмосферном давлении является актуальной задачей

Целью данной работы является установление закономерностей , физических нроцесеов, протекающих в многоканальном разряде между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении, и создании на их основе устройств для направленного изменения структуры, физических и механических свойств материалов и изделий для практического применения в плазменной технике и сехгаыкн ии

Задачи исследования:

1 На базе, созданной автором экспериментальной установки, проводить экспериментальные исследования многоканального разряда между твердым анодом и струйным электролитическим катодом нри атмосферном давлении: напряжение {/=0,2-1,5 кВ, ток разряда /-0,02-1,5 Л, расход электролита СМ,4-8,3 г/с, диаметр струи ¿4=2-10 мм и длин струи 4 2120 мм для различного состава (растворы ЫаС£, КС£ и СиЯО* в технической \ воде) и концентрации электролита (от 5% по массе до насыщения) На основе

проведенных экспериментальных исследований МР между твердым анодом (металлы, сплавы, диэлектрики и пористые тела) и струйным электролитическим катодом выявить основные формы многоканального разряда. Изучить структуры многоканального разряда, падения напряжения на струе электролитического катода и вольгамперные характеристики (ВАХ) разряда, распределения температуры вдоль струйного электролитического катода и на поверхности твердого обрабатываемого анода, функции распределения вероятности случайной величины напряжения и тока многоканального разряда в широком диапазоне параметров V, I, в, с!с и 1С

2. Разработать качественную физическую модель горения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом в процессе обработки металлов и сплавов.

3. Разработать и создать разрядные устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении

4 Разработать методики модификации поверхности твердых тел- локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов;

- создание рельефной поверхности на твердых телах. Научная новизна исследований:

1 Впервые установлено.

- горение и распространение многоканальных разрядов вдоль и внутри струи электролитического катода,

I горение и распространение многоканального разряда на поверхности влажных диэлектриков (оргстекло, пластмассы и т д );

- горение и распространение многоканального разряда в объеме влажных пористых тел;

- горение многоканальною разряда между микроразрядами в струях и твердым анодом,

- горение многоканального разряда между отрывающейся каплей электролита и твердым анодом,

- развитие электрического пробоя вдоль и внутри струйного электролитического катода.

2. Выявлены основные формы многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении.

3 Впервые установлено, что значения напряжения и тока Многоканального разряда имеют нормальную функцию распределения вероятности.

4 Разработана качественная физическая модель горения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом в процессе обработки металлов и сплавов

Практическая ценность. Результаты исследования служат основой для понимания физических процессов, происходящих в многоканальном разряде между твердым анодом и струйным электролитическим катодом. Разработаны и созданы устройства для получения многоканального разряда

между твердым анодом и струйным электролитическим кагодом. Разработаны методики локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов, получения рельефной поверхности на твердых телах.

Работа выполнялась (в 2005-2007 гг.) в рамках проекта «Фундаментальные исследования физики низкотемпературной плазмы паровоздушного разряда с электролитическими электродами и разработка новых технологий для обработки поверхностей объектов» РФФИ №04-02-97501

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Результаты экспериментального исследования- горения многоканального разряда вдоль и внугри струя

электролитического катода,

- горения многоканально! о разряда между микроразрядами в струе и твёрдым анодом,

- горения и распространения многоканального разряда в объеме влажных пористых тел,

- горения многоканального разряда между отрывающейся каплей электролита и твёрдым анодом,

- горения и распространения многоканального разряда на поверхности влажных диэлектриков (оргстекло, пластмассы, целлюлоза и древесина), %

- развития электрического пробоя вдоль и внутри струйного электролитического катода

2 Качественная физическая модель горения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом в процессе обработки металлов и сплавов

3 Устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом.

4 Методики локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов, создание рельефной поверхности на твердых телах.

Степень достоверности научных результатов определяется применением физически обоснованных методик измерений, проведением исследований с использованием разных методов и сопоставлением их результатов с известными опытными и теоретическими данными друшх авторов. Все эксперименты проводились с применением современных измерительных приборов высокого класса точности на стабильно функционирующей установке с хорошей воспроизводимое хыо опытных данных, результата экспериментов обработаны на ЭВМ с применением методов математической статистики

Апробация работы. Основные результаты данной диссертации докладывались и обсуждались на Второй международной научно-практической конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», (Санкт-Петербург, 2006 г.), на IV международном симпозиуме но теоретической и прикладной нлазмохимии, (Иваново; Ивановский гос. хим-тех университет. 2005 г); на 3-й

Всероссийской конференции молодых ученых, (Томск, Институт оптики атмосферы СО PAII, 2006 г.), на Международной молодежной научной конференции «'lyuoлевскис чтения» (Казань, КГТУ им АН Туполева, 2004i ), на Международной молодежной научной конференции «1унолевские чтения» посвященной 1000-летию города Казани (КГТУ им AII Туполева 2005 i ), на Мелсдународной молодежной научнаой конференции «Тупомевские чтения» (Казань, КГТУ им АН. Туполева, 20061 )

Личный шел ад автора в работу. Личный вклад автора в работы, вошедшие в диссершщю, является определяющим Автором создана экснеримеитальная установка в соответствии с целями исследования, проведены эксперименты, выполнены обработки и анализ экспериментальных результатов

Публикации, lío теме диссертации опубликовано 14 печатных работ (одна статья в ведущем рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК и 13 работ в материалах конференций)

Струю ура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех пкш, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена иа 112 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков, 4 таблицы и список литературы из 109 источников отечественных и зарубежных автором

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой ишве проведен анащаз известных экспериментальных и теоретических исследований электрических разрядов, юрящих между электролитическим и твердым электродами, а также обсуждаются области их практических применений, сформулированы задачи диссертационной работы В конце первой главы дана постановка задач исследования

lio шорой главе приведены описания экспериментальной установки, предназначенной для исследования многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом в диаиазоне параметров СМ),2-1,5 кВ, /-=0.1-1,5 А, 4=1-120 мм, 6-1,4-8,3 г/с и d¿= Ь 10 мм для различною состава (растворы NaC£, КС£ и CuS04 в технической воде) и концентрации электролита (от 5% по массе до насыщения) Принципиальная схема установки представлена на рис. 1 Система ■электрическою питания высоковольтной установки предназначена для питания разряда, измерительной аппаратуры и вспомогательного оборудования Источник питания разряда обеспечивает регулирование и преобраловшшя сетевого напряжения. Он состоит из низковольтного и высоковольтного ре1улируемых блоков, обеспечивая тем самым указанные диапазоны изменений напряжения и тока. Источник питания обеспечивает релулируемое постоянное напряжение до 4000 В при номинальном токе до

10 А Трехфазное сетевое напряжение через предохранители и рубильник подается на регулятор напряжения 1 типа ИР 60 УХЛ4, который по дао лист регулировать трехфазное напряжение от 0 до 660 В. После регулятора напряжения питание подается на повышающий трехфазный трансформатор 2. На выходе с трансформатора можно получить напряжение до 4000 В. Переменное напряжение подается на выпрямитель 3, собранный по схеме Ларионова из вентилей типа ВЛ-200.

Рис 1 Принципиальная схема экспериментальной установки для иссмсдомпия MP между струйным электролитическим катодом и твердым анодом

Амплитуда пульсации выпрямительного напряжения сглаживается II-образным LC филыром 4 (С/ 100 мкФ, D=50-10"3 I и) уменьшается о г 6 до 1% от выпрямленного. Далее для регулирования напряжения щ ограничения тока в случаях короткого замыкания используются балластные сопротивления 5. Блок этих сопротивлений позволяет получить сопротивление от 20 до 200 кОм. На пульте управления размещены кнопки пуска и выключения ИП, низковольтных выпрямителей, питающих электродвигатели вспомогательного оборудования, понижающе! о трансформатора, питания двигателя оснастки, координатных устройств регулирования длины струйного электролитического катода, кнопки включения и выключения вентиляторов отсоса паров и газов, сюпалыгае лампочки. ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом измерялись с помощью вольтметра 6 М 361 класса точности 0,5 и статистического вольтметра С 50 класса точности 1,0, амперметром 7 Ц4311 класса лочпосш 0,5 и мультиметром MY68 класса точности 0,5 Относительные погрешности измерения напряжения разряда не превышали 1,5% Концентраций электролитов измерялась различными ареометрами Распределение температуры Т в струйном электролитическом катоде измерялось при помощи измерителя температуры center-350/352/358 Для каждого набора значений межэлектродного расстояния, состава и концентрации электролита регистрация параметров струйного многоканального разряда проводились не менее 7 раз. Фотографирование разряда осуществлялось фотоаппаратами «Samsung»,«Rower 3.2»,а также осуществлялась видеосьсмка на видеокамеру «Sony» Для изучения структуры поверхности металла до и после обработки

использовалась; металлографический и рентгенострукхурный аналгоы Рельеф и микрорельеф поверхности исследовался на электронном микроскопе «ХТ.-30 BSEM TMP» Металлографические исследования выполнялись с использованием оптического микроскопа ОГМЭ-ГО Для статистической обработки полученных экспериментальных данных разработан алгоритм, реализация которого осуществлена в пакете прикладных математических программ MathCAD 2000 professional.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований MP между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом в диапазоне ¿7=0,2-1,5 кВ, /=0,01—1,5 А, 4=2-120 мм и dc~l~lQ мм для различного состава (растворы NaCC, КСС и CuS04 в технической воде) и концентрации электролита (от 5% до насыщения в технической воде). В экспериментах в качестве твердого анода использовались медь, латунь, сталь 3 иУ8.

Режимы горения MP между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении приведены в табл. 1.

a б в г -д е ж 3 и к

I, мА 30 50 140 210 400 300 380 "So"1 260 300

450 610 330 420 860-] 850 500 800 690 290

la ММ 30 30 45 45 45 90 30~1 15 5 8

dc, мм 2,5 2,5 2,5 " 2.S " 2,5 3 2,5 1,5 1,5

3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 1 2,3 2,3 1,4 1,4

На рис.2 показаны формы многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении ч

Н

п

<D/7tmfm>rr ^rrirnrhrn »TTrfmrh/тг

, .>rr'i\

ffi Y trt 111 >

Рис. 2 Формы мпмаканалыюю разряда области однородного (I) и неоднородного (II) течения струи электролита

Анализ экспериментальных данных показал, что между струйным' электролитическим катодом и металлическим анодом (обрабатываемое тело) горит МР. В интервале / = 30 - 50 мА и Г/ = 450 - 610 В при 1С = 30 мм, (1С = 2,5 мм и О = 3,3 г/с многоканальный разряд горит на границе струя-металл (рис. 2а и б). С ростом 4 от 45 до 90 мм в интервале (/ = 330 - 420 В и / = 140 - 210 мА микроразряды горят вдоль неоднородного течения (II) (рис. 2в). С дальнейшим ростом тока разряда МР горит' как на границе струя-металл, так и вдоль неоднородного течения струи (рис. 2г). При 7=400 мА, (/=860 В и 4=45 мм наблюдается распространение МР вдоль наружной поверхности струйного катода между микроразрядами и твердым анодом (рис. 2д). Многоканальный разряд наблюдается также внутри струи электродата (рис. 2е), который непрерывно перемещается вдоль струи электролита. Экспериментальные исследования позволили наблюдать так же многоканальный разряд в форме полого усеченного конуса (рис. 2яс)> Установлено, что при 4 « 10 - 20 мм происходит электрический пробой как снаружи (рис. 2з), так и внутри струи электролита (рис.2и). МР может гореть между отрывающейся каплей электролита и металлическим анодом (рис. 2/с). Описанные формы струйных МР позволили обрабатывать поверхности твердых тел.

На фотографиях (рис. 3) представлено горение МР между струйным электролитическим катодом и поверхностью металлического анода.

1'ис. 3. Фотографии М1>: «, б, в, г между струйным электролитическим катодом и поверхностью металлического анода; д, е- развитие пробоя внутри струи электролитического катода в разрядной камере

!

Многоканальный разряд на поверхности проводимых тел (металлы и сплавы) пс распространяется, а горит между струйным электролитическим-катодом и металлическим анодом, а также на неоднородной области течения струйного электролитического катода (рис З.а-г). Рис. 3« фотографии МР при ¡7= 4501) и /=30 мЛ; рис. 36- ¡7=610 В и /=50 мА; рис. Зв- ¡7=420 В и /=210 мА; рис. Зйг- ¡7=500 В и /=380 мА соответственно. На фотографии (рис. 3<), е) показано развитие пробоя вдоль и внутри струи электролита между металлическим анодом и медной проволокой для подвода отрицательного потенциала к струе электролита при /с=10 мм и ¿¿=Ъ мм. Развитие пробоя между металлическим анодом и медной проволокой может происходить также вдоль поверхности струи. Это происходит в случае горения МР между микроразрядами в струях и металлическим анодом.

На рис. 4 представлены экспериментальные исследования вольтамперных характеристик МР разряда между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом (обрабатываемое тело - медь марки М1) при атмосферном давлении для различного расхода электролита. В качестве струйного электролитического катода используется насыщенный раствор КаС£ при 4=90 мм.

0.1 0.2 0,3 0,4 ГА

Рис. 4. ПАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом при длине струи /с - 90 мм для различного расхода электролита. 1 - 2,7; •

2-3-, 3 -4,5-, 4 8,3 г/с 1100 1000900800 »

Как видно из рис. 4, при малых расходах электролита 6-2,7 г/с и 4=90 мм величина и уменьшается линейно с ростом тока разряда (кривая 1). С дальнейшим ростом величины С от 2,7 до 8,3 г/с характер зависимости ¡7 от I меняется. ВАХ многоканального разряда становится возрастающими (кривые 2, 3 и 4). Из сравнения кривых 1, 2, 3 и 4 следует, что с ростом расхода электролита величина тока многоканального разряда увеличивается. Анализ экспериментальных данных показал, что при малых величинах I горит разряд, показанный на рис. 2а и 2в.

В случае использования в качестве анода влажного диэлектрика (например, оргстекло) многоканальный разряд . между струйным электролитическим катодом и влажным твердым анодом горит и распространяется на поверхности диэлектрика (фотография рис.5а,б). Многоканальный разряд горит между струйным электролитическим катодом и твердым влажным диэлектрическим анодом в форме кольца или форме эллипса. Эти формы определяются расстоянием между струйным электролитическим катодом и поверхностью диэлектрика. Многоканальный разряд в зависимости от состава и концентрации электролита может гореть частично или полностью вдоль границы между растекающейся струей й влажной поверхностью диэлектрика. Анализ экспериментальных данных показал, что МР может гореть одновременно в точке касания струи электролита на поверхности диэлектрика и вдоль границы растекания электролита. На фотографии рис. 5а,6 показано горение и распространение МР как в точке касания струи, так и на поверхности диэлектрика.

Рис. 5. Распространение многоканального разряда на поверхности диэлектрика

На рис. 6 представлены вольтамнерные характеристики МР разряда между струйным электролитическим катодом и влажным диэлектриком- анодом при атмосферном давлении для различных длин струи электролита. В качестве диэлектрика служит оргстекло.

Анализ ВАХ распространяющегося МР на рис.6 показал, что с ростом длины струйного электролитического катода от 5 до 20 мм наблюдается линейный рост величины V с увеличением / (кривые 1,2 ж 3).

С дальнейшим ростом 1е от 20 до 40 мм, характер ВАХ распространяющегося МР меняется

ид

РОО 800 уоо ш

500 400 300 200 №

~ 0,2 0.4 0.6 0,8 1 1.2 1.4 1,в 1,8 1,А Рис б Волыамнсрные характеристики МР между струйным электролитическим катодом и твердым влажным диэлектриком- анодом при 0=8,3 г/с для различных длин струй 1- 5, 2 10,3 - 20,4 40,5 - 60,6 ~ 90 мм В качестве анода служит влажное органическое стекло, а элекгроииг из насыщенного раствора ИаС?

С ростом /с от 60 до 90 мм при 0=8,3 г/с ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и влажным диэлектрическим анодом становятся возрастающими. Установлено, что при малых 1С =5~20мм распространение МР между струйным электролитическим катодом и влажным диэлектрическим анодом наблюдается чаще, чем в случае при больших /с Выявлено, что диаметр распространяющегося многоканального разряда при больших длинах струи значительно растет.

На рис. 7 представлены ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом для различного состава электролита.

иоо 1100 юоо

900 800 700 600 500 400 300 200 100

"б.Ьз'ОД 0,15 0.2 0,25 0,3 0,35 0.4 0,45 £А

1'ис 7. ВАХ многоканального разряда в струйном электролитическом катоде при О -8,31 /с, 4 - 90 мм 1 - насыщенный расгвор СивО«, 2 - насыщенный раствор КС1; 3 -

насыщенный раствор №С£ Анализ ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом для растворов ЫаС^, КС£ и Си804 в технической воде на рис. 7 показал, что в случае насыщенного раствора СиВО,} (кривая 1) разряд горит при малых токах I ~ 0,03 А и больших напряжениях Г/ > 1200 В в форме кольца вблизи металлического

10

I I

анода. В случае использование насыщенного расгвора КС£ (кривая 2) в технической воде приводит к тому, что в интервале I ~ 250 - 450 мЛ величина и возрастает почти линейно В случае использования в качестве струйного электролитического катода насыщенный раствор №С£ в технической воде (кривая 3) величина I в интервале от 275 до 375 мЛ возрастает медленно, а в интервале I = 375 - 450 мЛ напряжение разряда возрастает резко.

На рис 8 представлены экспериментальные исследования ВЛХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и пористым материалом - анодом при атмосферном давлении для различных длин струи электролита

0.3 0.4 0.5 0,6 0.7

Рис 8. Вольтампсрные характеристики МР между струйным электролитическим катодом и пористым материалом - анодом при СН1.4 i/с дяя различных длин струй 1 -

20,2-30;3- 60мм

Анализ экспериментальных данных рис 8 показал, что при /„- 20 мм величина Uуменьшается с ростом тока разряда. С увеличением 4 от 30 до 60 мм характер зависимости (/от / существенно меняется.

Проведены экспериментальные исследования распределения температуры для различных длин струи электролита. В качестве электролита использовался насыщенный раствор соли NaC£ в технической воде. Результаты исследования распределения температуры для различных длин струй приведены на рис 9.

10 20 30 40 50 60 70 80 90

Рис 9 Распределение температуры в струйном электролитическом катоде мри С~8,3 т/с для различных V, /и 1С- 7- У=340 В, /~0,5А, 1с~-20 мм, 2~ (/~840 В, /-0,5 Л, 1е-33 мм, 3- (/=380 В, /=0,4 А, 4-55 мм, 4- №=720 В, /-0,7 Л, 4 ~60 мм, 5 С/ 440 В, 0,05 Л,

1с~90им

Металлический анод находится в нулевом сечении зависимости Т - /(1С) Начала струйного электролитического катода находится в сечении 4 =20 мм (кривая 1), 4 = 35 мм (кривая 2), 4 = 55 мм (кривая 3), 4 - 60 мм (кривая 4) и 4 = 90 мм (кривая 5). Из анализа зависимости температуры в струе электролитического катода от длины струи следует, что при 4=20 мм зависимость Т ~ /(У носит экспоненциальный (возрастающий) характер (кривая 7). С дальнейшим ростом длины струи 4 от 33 до 60 мм (кривая 2,3 и 4) зависимость 7ь/(4) носит экстремальный характер. Например, при 4=60 мм величина Т в интервале 4=0 -25 мм возрастает, достигает максимума прц 4=30, а затем до 4=60 мм величина Г уменьшается. Из сравнения кривых 1, 2,3,4 я 5 следует, что величина температуры в струйном электролитическом катоде зависит от 4 и вкладываемой мощности в разряд Анализ экспериментальных данных по распределейию температуры вдоль струйного электролитического катода показал, что при больших 4=90 мм зависимость У=/(4) имеет падающий характер и величина Т составляет 30 °С на поверхности твердого обрабатываемого анода

Установлено, что для модификации поверхности материалов (металлы и сплавы) необходимо использовать многоканальные разряды со струйным электролитическим катодом 4~ 20- 60 мм.

Величина напряжения и тока МР зависит от числа каналов Число каналов многоканального разряда со струйным электролитическим катодом меняется случайным образом Поэтому было экспериментально исследована функция распределения вероятности напряжения и тока многоканального4 разряда. Функция распределения вероятности напряжения многоканальною разряда при <7=3,2 г/с и 4=30 мм приведены на рис. 10

. - - / - - ~ .....

- / \ -

------ V: —

990 1000 1010 1020 1030 О,В

Рис 10 График нормального распределения в прямоугольной системе координат Точки--* эксперимент, шюгииая линия - по нормальному распределению Г аусса, V/ -относительные частоты появления заданного значения (весовые коэффициенты) Ъ'

После статистической обработки экспериментальных данных получено: среднее (мат. ожидание) Ми = 1005,48 В; дисперсия Ш=о2 = 90,56; среднеквадрагаческое отклонение а = 9,5164 В, значение критерия хи-квадрат для данного распределения = 4,798, что при числе степеней свободы выборки v = 13 соответствует вероятности 0,97 того, что данная выборка описывается законом распределения Гаусса.

В четвертой главе в результате исследования МР между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом разработаны и созданы устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом, а также разработана методика модификации поверхности твердых тел.

Исследовано влияние МР на поверхность обрабатываемых тел. На рис. 11 представлены микроструктуры меди до обработки (рис. 11«) и после обработки (рис. 116) многоканальным разрядом. На ряс.lia,г представлен спектральный состав поверхности твердого анода (обрабатываемое тело).

-UIISca1a552cls Cnrsor6.142h9V@7cts)

Scak) 216В е!ы Cvrsot: О.ООО kqV

в г

Рис. 11. Микроструктура меди хЮОО: а, в- до обработки; б, г -после обработки МР

Из сравнения рис. 11 следует, что шероховатость поверхности существенно улучшается.

На поверхности изделий возникают дефекты при механической обработке и литье изделий. После литья на поверхности металлов и сплавов наблюдаются морозы, сетки разгара. В связи с этим не удается формировать' высококачественные покрытия с заданными свойствами на различных изделиях. Использование многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и обрабатываемым твердым анодом (металлы и сплавы) позволяет локально убрать эти дефекты и производить полировку до требуемой шероховатости рис. 12а,б, а так же получить рельефную поверхность на диэлектриках рис. 13«,б.

а

Рис. 12. Фотографии модификации поверхности материалов х25: а - созданная рельефная поверхность, па поверхности меди; в изделие из латуни после обработки

а б

Рис. 13. Фотографии рельефной поверхности: а - пластмасса; б - оргстекло

Также в данной главе представлены зависимости, описывающие влияние параметров МР на поверхность обработанных материалов. Проведен полный > факторный эксперимент 23. Здесь факторами являются:

г ■ время обработки, — 5 с, интервал варьирования Д? = 2 с, = —~;

1-1

I - ток разряда, /С|1 - 0.2 Л, интервал варьирования А/ = 0,1 А, хг - \

1С - длина струи, /ср = 20 мм, интервал варьирования Л/с =10 мм, хг

у функция отклика. Снижение шероховатости измеряется в мкм. С учетом этих факторов получено уравнение регрессии, которое может быть использовано для нахождения оптимальных режимов технологического процесса очистки с одновременной полировкой материалов. Оно зависи т от / и/.

у - Ьо + Ь\Х\ !- Ь2Х2 + ЬиХ\Х2 + ¿4(^1 - + Ь$(Х2 - й),

где ¿0-0.079, /;,-0.01, Ь2 = 0.01, Ьп = 5-10 3, 64 = -0.077, Ь5 = -0.027 -• ■ коэффициенты регрессии.

Основные выводы

1. Разработана и создана экспериментальная установка для исследования МР между твердым анодом (обрабатываемое тело) и струйным

электролитическим катодом при атмосферном давлении в широком диапазоне I, и, с4, О и 4 для различного состава и концентрации электролита Позволяющая проводить экспериментальные исследования структуры многоканального разряда, падения напряжения на струе электролита, вольтамперных характеристик и распределения температуры на струи электролитического катода в диапазоне параметров (/=0,2 1,5 кВ, /=0,1-1,5 А, /с=1-120 мм, 0=1,4-8,3 г/с и 4г= 1- Ю мм

2. На базе проведенных исследований установлено, что МР на поверхности проводимых тел (металлы и сплавы) горит между струйным электролитическим катодом и металлическим анодом, а также на неоднородной области течения струи электролита. В случае использования в качестве анода диэлектрика МР горит одновременно в точке касания струи электролита на поверхность диэлектрика или на границе растекания электролита. Показано, что ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и металлическим анодом значительно ювисит от (?, ¿4, 4. а так же от материала анода и концентрации электролита. Установлено, что значения напряжения и гока многоканального разряда имеют нормальную функцию распределения вероятности.

3 Выявлены основные формы многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении

4. Обнаружено распространение многоканального разряда па поверхности влажных диэлектриков (оргстекло, пластмассы, целлюлоза и древесина) и в объеме пористых тел.

5 Создана качественная физическая модель горения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым аподом

6 Разработаны и созданы устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым аподом

7 Разработаны методики модификации поверхности твердых тел

- локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов,

- создание рельефной поверхности па твердых телах. 8. Определены оптимальные режимы модификации поверхности металлов и сплавов Получено уравнение регрессии.

В руководстве принимал непосредственное участие д т н, доцент А Ф. Гайсин

По теме диссертации опубликованы следующие работ:

Научная статья, опубликованная в шдании, определенном ВАК

1 Ахатов МФ, Энергетические характеристики паровоздушного разряда с электролитическим и пористым электролитическими электродами / М.Ф Ахатов, А.Ф. Гайсин, Х.К. Тазмиев // Физика химия обработки материалов - 2005. - №6. - С. 32-35

Работы, опубликованные в других изданиях

2. Ахатов М.Ф, Характеристики паровоздушных разрядов с пористым электролитным электродом для модификации металлических поверхностей

/ М.Ф. Ахатов, Л Ф Гайсин// Материалы междунар научно-техн конф. «Электрохимические и электролитао-плазменвые методы модификации металлических поверхностей» - Кострома ЮГУ им Н А Некрасова, 2003 -СЛ1,

3. Ахатов М Ф, Паровоздушный разряд в системе «струя электролита-металлический электрод» / МФ. Ахатов, .АФ. Гайсин, Ал.Ф. Гайсин, В.А.Савельев // Туполевские чтения Материалы междунар молодежной научнойконф.-Казаиь,2004-Т.2 -С 4-5

4. Ахатов МФ., Устройство активации воды / М.Ф. Ахатов, Галимова Р.К, Ал Ф. Гайсин, А Ф Гайсин, Р Ш Шарифуллин // Туполевские чтения Материалы междунар. молодежной научной конф.-Казань, 2004 ~Т 2.-С.З-4

5. Ахатов МФ, Генераторы неравновесной плазмы с пористым электролитическим катодом / М.Ф. Ахатов, Ал.Ф Гайсин, АФ Гайсин, Х.К. Тазмиев, Р.Ш Шарифуллин // Туполевские чтения. Материалы междунар. молодежной научной конф -Казань, 2004 -Т 2 - С 21-22. 4

6 Ахатов МФ, Многоканальный разряд с жидким катодом / М.Ф. Ахатов, А Ф Гайсин, Ал.Ф Гайсин, В А. Савельев II Туполевские чтения Материалы междунар. молодежной научной конф.-Казань,

2004 - Г.2. - С.22-23.

7. Ахатов МФ, Особенности паровоздушного разряда между струей электролита (катод) и металлическим электродом (анод) / М.Ф Ахатов, А.Ф. Гайсин // Туполевские чтения. Материалы междунар молодежной научной конф. посвященной 1000-летию города Казани. - Казань, 2005.-Т.2-С 7-8.

8. Ахатов МФ, Паровоздушный разряд между проточными электролитическим и металлическим электродами / М.Ф. Ахатов, РР. Каюмов // Туполевские чтения Материалы междунар молодежной научной коиф посвященной 1000-летию города Казани - Казань,4

2005 - Т.2.-С.8-9

9. Ахатов МФ, Шазмеино-электролитная обработка материалов . / М.Ф. Ахатов, Р.Н. Кашапов, А.Р. Шайдуллина И Туполевские чтения. Материалы междунар. молодежной научной коиф посвященной 1000-летшо города Казаии - Казань, 2005 - Г. 2 -С 10-11.

10. Ахатов МФ, Паровоздушный разряда между струей электролита и поверхностью непроточного электролита / МФ Ахатов, АлФ Гайсин, Р.Р Гильмутдинова, Р.Ш. Шарифуллин // Туполевские чтения Материалы междунар. молодежной научной конф посвященной 1000-летию города Казани. - Казань, 2005 - Т. 2.-С. 11-12.

11. Ахатов МФ, Струйный паровоздушный разряд между электролитическим и металлическим электродами для очистки поверхности металлов и сплавов / М.Ф. Ахатов, А Ф Гайсин // Материалы IV междунар, симпозиума но теоретической и прикладной плазмохимии- Иваново Ивановский гос хим.-тех ун-т., 2005 - С. 618-620

12.Ахатов МФ, Многоканальный разряд между струей электролита (катод) и металлическим электродом (анод) для обработки поверхности

изделий / М Ф Ахатов, А.Ф Гайсин // Сборник трудов Второй междунар научно-практич. Конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». Санкт-Петербург 07-09 01 2006 г. - СПб, 2006-Т.4 -С 144-145

13. Ахатов МФ, Электрический пробой между струйным электролитическим и металлическим электродами / М.Ф. Ахатов, А.Ф. Гайсин, А.Р. Шайдуллина Н Туполевские чтения Материалы междунар молодежной научной конф Казань, 2006.-Т 2 - С 147-148

14. Ахатов МФ, Нестационарный многоканальный разряд между струй электролита и металлическим электродом для обработки поверхности изделий / М.Ф. Ахатов, А Ф Гайсин./ Материалы 3-й Всерос Конф молодых ученых. Томск Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН 2006 - С.156-158.

Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Печ л 1,25 Услпечл 1,16 Услкр-отт 1,16 Уч-издл 1,03 Тираж 110 Заказ Л 50

Типография Издательства Казанского государственного технического университета 420111 Казань, к Маркса, 10

Принятые обозначения Введение.

Глава 1.

Глава 2. 2.1.

Глава 3.

Анализ современного состояния исследований электрического разряда в газе между металлическим и электролитическим электродами.

Особенности электрического разряда между цилиндрическим металлическим катодом и плоским

1 % * I металлическим анодом.

Особенности электрического разряда между твердыми и жидкими электродами.

Характеристики паровоздушного разряда между металлическим катодом и плоским электролитическим анодом.

Перспективы применение многоканального разряда с электролитическими электродами.

Постановка задачи.

Экспериментальная установка и методика измерений.

Высоковольтная экспериментальная установка (выходное напряжение до 4000 В и при токе

Высоковольтная экспериментальная установка (выходное напряжение до 1500 В и при токе 1,5 А).

Электролитическая ванна.

Измерительная аппаратура. Методика проведения экспериментов и оценка точности измерений.

Результаты экспериментальных исследований многоканального разряда между струей электролитического катода и металлического анода при атмосферном давлении.

3.1. Формы многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении.

3.2. Падение напряжения в струйном электролитическом катоде.

3.3. Вольтамперные характеристики разряда между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом.

3.3.1. Вольтамперные характеристики разряда между струйным электролитическим катодом и металлическим анодом-.

3.2.2: Вольтамперные характеристики разряда между струйным электролитическим катодом и влажным диэлектрикоманодом.

3.3.3. Вольтамперные характеристики разряда между струйным электролитическим катодом и пористым - анодом.

3:4. Распределение температуры, вдоль электролитического^ катода .;. 75*

3.5. Распределение величины напряжения горения многоканального разряда.

3.6. Распределение величины тока многоканального разряда

3.7. Качественная физическая модель многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и металлическим анодом.

Глава 4 Устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом; и методы обработки поверхностей.

4.1 Устройства для получения многоканальным разряда со струйным электролитическим катодом.

4.1.1. Устройство для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и металлическим анодам при атмосферном давлении.

4.1.2. Устройство для получения многоканального разряда между

4.1.3. струйным электролитическим катодом и диэлектрическим анодам при атмосферном давлении.

Устройство для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и пористым материалом анодом при атмосферном давлении.

Методика локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов.

Результаты ( локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов с помощью устройств получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении.

Результаты создания рельефной поверхности на диэлектриках с помощью устройств получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении.

Регрессивная зависимость локальной очистки с одновременной полировкой поверхности твердых тел от условий технологического процесса.

Выводы.

Электрические разряды в газе между металлическими электродами изучены достаточно хорошо [1, 2 и др.]. Одним из способов получения низкотемпературной плазмы является использование парогазового разряда, возникающего между металлическим и электролитическим электродам. В настоящее время такие разряды используются в плазменной технологии для очистки, полировки и нанесения противокоррозионных покрытий [3, 4], а также для нагрева металлов [5-7].

Однако возможности технологических применений генераторов плазмы, с электролитическими электродами ещё мало изучены. Актуальность исследований в этом направлении обуславливается целым рядом причин: дешевизной электролитов, высокой степенью чистоты технологических процессов с применением неравновесной плазмы парогазового разряда с электролитными электродами и др.

В настоящее время практически отсутствуют систематические экспериментальные исследования многоканального разряда между струи с с электролитическим катодом и металлическим анодом. Существующие устройства и способы получения парогазового разряда с электролитическими электродами имеют ограниченные возможности. Не изучены физические процессы на границе раздела электролитического катода и плазмы, остается практически не исследованным взаимодействие плазмы многоканального разряда с поверхностями металлических тел. Не изучены ВАХ разряда и концентрации электролита. Всё это задерживает разработку генераторов многоканального разряда с электролитическими электродами для практических применений. В связи с вышеизложенным, экспериментальное исследование многоканального разряда между струей электролитического катода и металлического анода, разработка генераторов плазмы и новых технологий представляют собой актуальную задачу.

Данная диссертационная работа, состоящая из четырех глав, посвящена решению этих задач.

В первой главе проведен анализ известных экспериментальных И' теоретических исследований электрических разрядов, горящих между электролитическим и твердым* электродами, а также обсуждаются области их практических применений, сформулированы задачи диссертационной работы.

Во второй главе приведено описание экспериментальной установки. Также-описывается экспериментальные установки для получения многоканального разряда между струей электролитического катода и твердого анода при атмосферном давлении. Здесь же приводится измерительная аппаратура, методика проведения экспериментов и оценка точности измерений!

В третьей главе представлены новые формы многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом при атмосферном давлении. Приведены результаты иследования: падения напряжения струйного электролитического катода, вольтамперных характеристик (ВАХ) многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твёрдым анодом; ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и влажным диэлектриком анодом; ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и пористым анодом; распределение температуры вдоль струйного электролитического катода; распределение величин напряжения и тока горения МР. Приведена качественная физическая' модель МР между струйным электролитическим катодом и твердым анодом.

В четвертой главе на основе полученных результатов разработаны и созданы устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом, а также разработана методика модификации поверхности твердых тел при атмосферном давлении.

Научная новизна исследований:

1. Впервые установлено:

- горение и распространение многоканальных разрядов вдоль и внутри струи электролитического катода;

- горение и распространение многоканального разряда на поверхности влажных диэлектриков (оргстекло, пластмассы и т.д.);

- горение и распространение многоканального, разряда в объеме влажных пористых тел;

- горение многоканального разряда между микроразрядами в струях и твердым анодом;

- горение многоканального разряда между отрывающейся каплей электролита и твердым анодом; развитие электрического пробоя вдоль и» внутри» струйного электролитического катода.

2. Выявлены основные формы многоканального разряда между струйным* электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении.

3. Впервые установлено, что значения напряжения и тока многоканального разряда имеют нормальную функцию распределения вероятности.

4. Разработана качественная физическая модель горения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом в процессе обработки металлов и сплавов

5. Созданы разрядные устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом (обрабатываемое тело) при атмосферном давлении в широком диапазоне параметров II, I, (7, сИс и /с.

6. Разработаны методики:

- локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов;

- получения рельефной поверхности на твердых телах;

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты экспериментального исследования: горения многоканального разряда вдоль и внутри струи электролитического катода;

- горения многоканального разряда между микроразрядами в струе и твёрдым анодом;

- горения и распространения многоканального разряда в объеме влажных пористых тел;

- горения многоканального разряда между отрывающейся каплей электролита и твёрдым анодом;

- горения и распространения многоканального разряда на поверхности влажных диэлектриков (оргстекло, пластмассы, целлюлоза и древесина);

- развития электрического пробоя вдоль и внутри струйного электролитического катода.

2. Качественная физическая модель горения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом в процессе обработки металлов и сплавов.

3. Устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом.

4. Методики локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов, создание рельефной поверхности на твердых телах.

Основные выводы

1. Разработана и создана экспериментальная установка для исследования МР между твердым анодом (обрабатываемое тело) и струйным электролитическим катодом при атмосферном давлении в широком диапазоне I, II, ¿4, б1 и /с для различного состава и концентрации электролита. Позволяющая проводить экспериментальные исследования структуры многоканального разряда, падения напряжения на струе электролита, вольтамперных характеристик и распределения температуры на струи электролитического катода в диапазоне параметров £/=0,2—1,5 кВ, /=0,1—1,5 А, 4=1-120 мм, 0=1,4-8,3 г/с и (1С= 1- 10 мм.

2. На базе проведенных исследований установлено, что МР на поверхности проводимых тел (металлы и сплавы) горит между струйным электролитическим катодом и металлическим анодом, а также на неоднородной области течения струи электролита. В случае использования в качестве анода диэлектрика МР горит одновременно в точке касания струи электролита на поверхность диэлектрика или на границе растекания электролита. Показано, что ВАХ многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и металлическим анодом значительно зависит от Сг, с1с, 1С, а так же от материала анода и концентрации электролита. Установлено, что значения напряжения и тока многоканального разряда имеют нормальную функцию распределения вероятности.

3. Выявлены основные формы многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом при атмосферном давлении.

4. Обнаружено распространение многоканального разряда на поверхности влажных диэлектриков (оргстекло, пластмассы, целлюлоза и древесина) и в объеме пористых тел.

5. Создана качественная физическая модель горения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом.

6. Разработаны и созданы устройства для получения многоканального разряда между струйным электролитическим катодом и твердым анодом.

7. Разработаны методики модификации поверхности твердых тел: локальной очистки с одновременной полировкой поверхности металлов и сплавов;

- создание рельефной поверхности на твердых телах. 8. Определены оптимальные режимы модификации поверхности металлов и сплавов. Получено уравнение регрессии.

1. Энгель А. Физика и техника электрического разряда в газах / А. Энгель, М. Истеенбек // Пер. с нем. / Под ред. Капцова H.A. M.: JL: ОНТИ, 1936. С.315.

2. Леб JI. Основные процессы разрядов в газах / JI. Леб // Пер. с англ. / Под ред. Капцова H.A. М.: Л.: Гостехиздат, 1950. С.672.

3. Файзуллин Ф.Ф. Анодирование металлов в плазме. / Ф.Ф. Файзуллин, Е.Е. Аверьянов // Казань: Изд-во Казанского университета, 1977. С. 127.

4. Ясногородский И.З. Нагрев металлов и сплавов в электролите./ И.З. Ясногородский//М.: Машгиз, 1949. С.128.

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

6. Ясногородский И.З. электрохимическая и электромеханическая обработка металлов. / И.З. Ясногородский // В сб.: М.: Машиностроение, 1971. С. 117121.

7. Гайсин Ф.М. «Физические процессы в газовых разрядах с твёрдыми, жидкими и плазменными электродами». / Ф.М. Гайсин // Диссертация на соискание уч. степени д.ф.м.н. М: 1992. С. 93-95.

8. Акишев Ю.С., Напартович А.П., Перепятко П.И. // теплофизика высоких температур. М.:1988. Т 18. № 4

9. Plante G.II Zeit. Phys. 1875. -№80. P. 1133-1138.

10. Мик Дж. Электрический пробой в газах. / Мик Дж. Крэгс Дж // — М.: ИЛ, 1960. С. 601.

11. Rodebush W.H., Walnl М.Н.// J.Ghem.Phys. 1933. Vol. 1. P. 111-114.

12. Barret P.// Bull. Soc. Chem. 1956. № 8-9. P. 1243-1253.

13. Некоторые вопросы, связанные с электролизом в присутствии низкотемпературной плазмы./ В.Д. Сапрыкин // Химия и Физика низкотемпературной плазмы, МГУ. 1971. С. 77-80.

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

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

16. Macovetski A.// Zeit. Electroch. 1911. Bd 17. № 6. P. 565-569.

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

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

19. Klemene A., Kantor T.//Zeit. Phys. Ghem. 1934. 86. P. 127-134.

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

21. Павлов В.И. Получение Н2О2 при безэлектродном электролизе воды в кислороде. / В.И. Павлов // Докл. АН СССР, 1944. Т. 43, № 9. с. 405406.

22. Шапошникова Н.А. Исследование метана в газовом разряде. /Шапошникова Н.А // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Казань, 1951.С. 15.

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

24. Белкин П.И. Исследование проводимости паровой пленки при анодном электролитном нагреве. / П.И. Белкин, В.И. Ганчар, Ю.Н. Петров //Докл. АН СССР, 1986. 291. №5. С. 1116-1119.

25. Benegl Nia A.//Comp. Rend. 1957. Т. 246. № 21/10. S. 6-76.

26. Benegl Nia A.//Comp. Rend. 1958. T. 246. № 27/1. S. 122-141.

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

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

29. Кесаев И.Г. Катодные процессы ртутной дуги и вопросы ее устойчивости./ И.Г. Кесаев // M., JL: Госэнергоиздат, 1961. С. 320.

30. Гайсин А.Ф. «Струйный многоканальный разряд между твердым и электролитическим электродами в процессах модификации материалов при атмосферном давлении». / А.Ф. Гайсин // Диссертация на соискание уч. степени д.т.н. Казань: 2007.

31. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. / Райзер Ю.П. // М.: Наука, 1987. С. 591.

32. Гайсин Ф.М. Исследование электрического пробоя воздуха между электролитом и металлическим электродом. / Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллин // В кн.: Низкотемпературная плазма. Казань. КАИ. 1983. С. 43-51.

33. 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. P. 1-16.

34. Капцов H.A. Электрические явления в газах и вакууме. / H.A. Капцов // М.: Гостехиздат, 1950. С. 836.

35. Тазмеев Б.Х. Электрические и тепловые характеристик генераторов неравновесной газоразрядной плазмы с жидкими электродами. Дисс. На соискание уч. Степени к.т.н. Казань. 2000. 170 с.

36. Гайсин Ф.М. Объёмный разряд в парогазовой среде между твёрдыми и жидкими электродами. / Ф.М. Гайсин, Э.Е. Сон, Ю.И. Шакиров // М.: Изд-во ВЗПИ, 1990. С. 90.

37. Гайсин Ф.М. Характеристики самостоятельного тлеющего разряда в воздухе при атмосферном давлении. / Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллина, Г.Ю. Даутов // Тез. докл. 6-й Всесоюз. конф. по физике низкотемпературной плазмы. JL: 1983. С. 33-35.

38. Гайсин Ф.М. Электрофизические процессы в разрядах с твёрдым и жидким электродами. / Ф.М. Гайсин, Э.Е. Сон // Свердловск. Изд-во Уральского университета, 1989.С. 432.

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

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

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

42. Гюнтерщульце A. Электролитические конденсаторы. / A. Гюнтерщульце, Г. Бетц // M.: Оборонгиз, 1938. С. 264.

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

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

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

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

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

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

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

50. Santi R. Palit. Liberation of Hydrogen an Oxygen together on the electrodes during electrolyses accompanied by electrode glow//Ind. J. Physics. 1966. 42. № 7. p. 414-418.

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

52. Сапрыкин В.Д. О низковольтном электрическом разряде в электролитах. / В.Д. Сапрыкин//Изд. АН УЗ.ССР. Сер. физ.-мат. наук, 1965. № 1. С. 76-60.

53. Анагорский JI.A. Сб. Новое в электрофизической и электрохимической обработке материалов. M. - JL: Машиностроение, 1966. С. 124-141.

54. Бринза В.Н., Федосов Н.М., Яланцев В.Н. и др. Сб. Теория и технология обработки металлов давлением. — М.: Металлургия, 1975. № 81. С. 58-64.

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

56. Гайсин Ф.М. Исследование электрических и тепловых характеристик самостоятельного разряда с жидким катодом. / Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллина //М., 1983. Деп. в ВИНИТИ. 4.03.83. № 1151-83. С 19.

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

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

59. Грановский В.Л. Электрический ток в газе (установившийся ток). / В.Л. Грановский //-М.: Наука, 1971. С. 544.

60. Петров Г.П., Сальянов Ф.А., Меркурьев Г.А. Исследование разряда с жидким катодом. / Г.П. Петров, Ф.А. Сальянов, Г.А. Меркурьев // Тр. Казан, авиац. ин-та, 1974. Вып. 173. С. 11-15.

61. Анодные оксидные покрытия на металлах и анодная защита.// под ред. Францевича .И. Киев: наука думка, 1985. С. 134.

62. Николаев A.B. Новое явление в электролизе. / A.B. Николаев, Г.А. Марков,

63. B.И. Пещевицкий // Изд. СО АН СССР. Сер. тех. наук, 1977. № 12. Вып. 2. С. 145-154.

64. Снежко JI.A. Импульсный режим для получения силикатных покрытий в искровом разряде. / JI.A. Снежко, Ю.М. Бескровный, В.И. Невкрытый и др // Защита металлов, 1980. Т. 16, № 3. С. 365-367.

65. Аверьянов Е.Е. Плазменное анодирование в радиоэлектронике. М.: Радио и связь, 1983.С. 80.

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

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

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

69. Аверьянов Е.Е. Некоторые особенности плазменно-электролитического анодного окисления металлов. Деп. ВИНИТИ, № 2388 76, - Казань, 1976.1. C. 14.

70. Аверьянов Е.Е. Исследование процесса анодного плазменно-электролитического .окисления алюминия. / Е.Е. Аверьянов, Ф.Ф. Файзуллин // Электронная обработка материалов, 1978. № 4. С. 23-25.

71. Черненко В.И., Снежко JI.A., Папанова И. Получение покрытий анодно-искровым электрлизом. Изд. Химия, 1991. С. 128.

72. Хазиев P.M. Характеристики паровоздушного разряда переменного и постоянного тока с электролитическими электродами при пониженном и атмосферном давлениях. Дисс. на соискание уч. степени к.т.н. Казань, 2004. С. 120.

73. Мак-Тассарт Ф. Плазмохимические реакции в электрических разрядах. — М.: Атомиздат, 1972. С. 256.

74. Мурас B.C. Сб. научи, тр. ФТИ АН БССР, 1961. Вып.7. С. 75-80.

75. Лазаренко Б.Р. О структуре и сопротивлении приэлектродной зоны при нагреве металлов в электролитной плазме. / Б.Р. Лазаренко, В.Н. Дураджи, И.В. Брянцев //Электронная обработка материалов, 1980. № 2. С. 50-55.

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

77. Rellog E.N. J.Electrochem.-Soc. 1950. V. 97. Р.133.

78. Гайсин А.Ф. Характеристики парогазового разряда между металлическим и жидким (непроточные и проточные электролиты) электродами. Дисс. на соискание уч. степени к.т.н. Казань, 2002. С. 140.

79. Лазаренко Б.Р. Химико-термическая обработка металлов электрическими разрядами в электролитах при анодном процессе. / Б.Р. Лазаренко, В.Н. Дураджи, A.A. Фанторович и др. // Электронная обработка материалов, 1974. № 5. С. 11-13.

80. Дураджи В.Н., Мокрова A.M., Лаврова Т.С. Химико-термическая обработка стали в электролитной плазме. / В.Н. Дураджи, A.M. Мокрова, Т.С. Лаврова //Изд. АН СССР. Сер. Неорганические материалы, 1985. 21. № 9. С. 1589-1591.

81. Капцов H.A. Электроника. -М.: Гостехиздат, 1956. С. 459.

82. Гайсин А.Ф. Характеристики парогазового разряда между металлическим и жидким (непроточные и проточные электролиты) электродами. Автореферат дисс. на соискание уч. степени к.т.н. Казань, 2002. С. 20.

83. Хакимов Р.Г. Дисс. на соискание учёной степени к.т.н. «Характеристики плазменной электротермической установки с жидкими электродами». Санкт-Петербург. 1993.

84. Савельев В.А. Устройства для создания паровоздушного разряда между металлическим катодом и электролитическим анодом (непроточные ипроточные электролиты) и его характеристики при атмосферном и пониженных давлениях. — Казань, 2003. 120 с.

85. Шакиров Ю.И. Характеристики плазменной электротермической установки с жидким катодом. Дисс. на соискание уч. степени к.т.н. — Ленинград, 1990. С. 132.

86. A.c. № 1441991 СССР. Способ очистки поверхности изделия / Гайсин Ф.М. Заявл. 18.07.86.

87. A.c. № 1360244 СССР. Способ получения тонких плёнок металлов ионно-плазменным распылением / Гайсин Ф.М. Заявл. 110685.

88. A.c. № 1582464 СССР. Способ получения металлического порошка / Гайсин Ф.М., Хакимов Р.Г., Шакиров Ю.И. Заявл. 011287.

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

90. Валиев P.A., Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И. Влияние характеристик разряда на интенсивность образования и дисперсность порошка. / P.A. Валиев, Ф.М. Гайсин, Ю.И. Шакиров // Элетронная обработка материалов, 1991. № 3. С. 3235.

91. Plante G. Recherches sur les phenomenes Produits dans les Liquides par de Courants Electriques de Haute Tension // C.R. Hebd. Seanses Acad. Sei. 1875. №80. P. 1133-1137.

92. Слугинов Н.П. Разряд гальванического тока через тонкий слой электролита. / Н.П. Слугинов // Журн. Русск. физ.-хим. общества. 1878. Т. 10. Вып. 8, физ. часть 2. С. 241-243.

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

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

95. A. Guntherschulze. Z. Physik, 11, 71,1922.

96. Ахметсагиров Р.И. Исследование газового разряда между твердыми и жидким электродами. / Р.И.„ Ахметсагиров, А.Ф. Гайсин, А.З. Гумеров, И.М.

97. Нуриев, А.Х. Хайруллин, Ю.И. Шакиров // Проблемы выживания иэкологические механизмы хозяйствования в регионе Прикамья: Материалы симпозиума. Наб. Челны: изд-во КамПИ. - 2002. - С.21-23.

98. Son Е.Е., Gaisin F.M7, Shakirou Y.I. Glow Discharge with liguid Electrodes // Massachusetts Institute of Technology. USA. 1993. P. 58.

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

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

101. Даутов Г.Ю. Плазмотроны со стабилизированными электрическими дугами. / Г.Ю. Даутов, В.Х. Дзюба, И.А. Карп // Киев.: Наукова думка, 1984. С. 168.

102. Гизатулина Ф.А. Разряд с жидким катодом в процессах обработки поверхностей./ Ф.А. Гизатулина // Дисс. на соискание учёной степени к.т.н. Санкт-Петербург. 1995. С. 249.

103. Гайсин А.Ф. Струйный многоканальный разряд с электролитическими электродами в процессах обработки твердых тел. / А.Ф. Гайсин, И.Ш. Абдуллин, Ф.М. Гайсин // Казань. Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2006. С. 446 .

104. Диссертационная работа выполнена на кафедре технической физики Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева.