Струйный высокочастотный разряд пониженного давления в процессах модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.05 ВАК РФ

На правах рукописи

О 3 СЕН 2009

САГБИЕВ Ильгизар Раффакович

СТРУЙНЫЙ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ РАЗРЯД ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССАХ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ НАНОСЛОЕВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 01.02.05 - механика жидкости, газа и плазмы

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань 2009

003475888

Работа выполнена в государственном (Образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет»

Научный консультант: - доктор технических наук, профессор

Абдуллин Ильдар Шаукатович

Официальные - доктор технических наук, профессор

оппоненты: Дресвип Сергей Вячеславович

- доктор физико-математических наук, профессор

Ладьянов Владимир Иванович

- доктор физико-математических наук, профессор

Кирпичников Александр Петрович

Ведущая организация: Институт металлургии и материаловедения

им. А.А.Байкова РАН

Защита состоится 09 2009 г. в «/Г}» час. на заседании

диссертационного совета Д 212.080.11 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет» по адресу 420015, г.Казань, ул. К.Маркса, 68.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет»

Автореферат разослан «<!$» О2 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, ^

доктор технических наук А.В.Герасимов

Орщая характеристика работы

Актуальность проблемы. В последнее время во всем мире много внимания уделяется созданию и исследованию свойств таких наноматериалов, как консолидированные наноматериапы, нанополупроводники, нанополимеры, на-нобиоматериалы, фуллерены и тубулярные наноструктуры, катализаторы, на-нопористые материалы и супрамолекулярные структуры. В создании таких материалов широко используется низкотемпературная плазма различных видов газового разряда. .......

Плазма струйного высокочастотного (ВЧ) разряда пониженного давления (13,3 -133 Па) обладает уникальными возможностями модификации поверхности различных материалов. Она позволяет эффективно обрабатывать порошковые материалы, малогабаритные изделия, внутренние и наружные поверхности изделий сложной конфигурации, органические и неорганические материалы с различными внутренним составом и структурой. Однако, воздействие плазмы струйного ВЧ разряда на нанослои - слои материала толщиной 10-100 нм, непосредственно образующие поверхность материала,- в настоящее время изучено недостаточно, не установлено влияние параметров плазменного потока на свойства поверхностных слоев материала, не исследованы структурно-фазовые изменения в поверхностных слоях. Все это сдерживает разработку технологических процессов и плазменных установок для модификации нанос-лоев и внедрение этих процессов и технологий в производство.

Диссертационная работа направлена: на решение актуальной проблемы комплексного исследования плазмы струйного высокочастотного разряда пониженного давления в процессах модификации нанослоев на поверхности конструкционных материалов.

В диссертации изложены результаты работы автора по исследованию характеристик плазмы струйного высокочастотного разряда пониженного давления и процессов взаимодействия его с поверхностью конструкционных материалов в период 2000 - 2009 г.г.

Работа выполнялась в Казанском государственном технологическом университете в рамках программы Министерства образования РФ №417 "Взаимодействие атомных частиц с поверхностью - новые методы и технологии" по теме "Взаимодействие низкотемпературной плазмы с поверхностью твердых тел" 1992 - 2000 гг., Федеральной программы "Экологическая безопасность России" (шифр 8.1.38), при поддержке грантов АН РТ\№ 06-6.4-113 и № 06-6.4-299 по теме «Высокочастотная плазменная струйная обработка твердых тел компактной и капиллярно-пористой структур» 2002 - 2005 г., научно-исследовательской работы по Федеральной целевой программе «Исследования и разработка приоритетных направлений развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 г.г.» по теме «Развитие центра коллективного пользования научным оборудованием в

области получения и исследования наночастиц оксидов металлов, металлов и полимеров с заданными химическим составом и формой».

Цель и задачи исследования. Целью работы являются комплексные исследования плазмы струйного высокочастотного разряда пониженного давления в процессах модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов, позволяющих изменить структуру, улучшить физико-механические свойства и эксплуатационные характеристики изделий из них.

Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:

1) Комплексные экспериментальные исследования параметров струйного ВЧ разряда пониженного давления и слоя положительного заряда (СПЗ), возникающего в окрестности образца, в процессах плазменной модификации поверхности конструкционных материалов;

2) Разработка физической и математической моделей взаимодействия плазмы струйного ВЧ разряда пониженного давления и слоя положительного заряда с поверхностью конструкционных материалов в процессах их модификации; ,". .

3) Изучение и установление закономерностей изменения свойств поверхностных нанослоев конструкционных материалов в результате воздействия плазмы струйного ВЧ разряда пониженного давления;

4) Разработка физической модели модификации поверхностных нанослоев материалов в ВЧ плазме пониженного давления;

5) Установление закономерностей изменения эксплуатационных характеристик изделий от режимов плазменного воздействия, разработка основ рациональной технологии плазменной обработки и определение оптимальных областей применения плазменной технологии модификации, поверхностных нанослоев конструкционных материалов;

6) Экспериментальные исследования принципиальных технологических решений для реализации созданных процессов модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов с помощью струйных ВЧ плазменных установок.

Методики исследований. В диссертационной работе для решения поставленных задач применены современные методы и методики исследований.

Для исследований параметров струйного ВЧ разряда пониженного давления применен измерительный комплекс, состоящий из:

1. СВЧ-системы, позволяющей измерять концентрацию электронов в плазме двумя независимыми методами - свободного пространства (по отсечке сигнала и его затуханию на двух частотах) и резонаторным;

2. миниатюрных магнитного зонда, пояса Роговского, одиночного зонда Ленгмюра для измерения электромагнитных параметров плазмы и СПЗ;

3. модифицированных трубок Пито для измерения скорости потока неравновесной низкотемпературной плазмы;

4. калориметрической системы, включающей измерители мощностей излучения и тепловых потерь, а также плотности теплового потока, поступающего из плазмы на поверхность обрабатываемого материала;

5. системы измерения толщины СПЗ, плотности ионного тока и энергии ионов, поступающих На поверхность образцов обрабатываемых материалов.

Изучение характеристик модифицированных слоев проводилось путем исследования структуры, состава, физических, физико-механических и физико-химических свойств. Для этого применены металлографический, рентгеност-руктурный, рентгено-микроспектральный, спектральный, масс-спектроскопи-ческий, оже-спектроскопический и фрактографический анализы.

При испытаниях механических свойств исследовались твердость, микротвердость, шероховатость, остаточные напряжения, пластичность, временное сопротивление на разрывное усилие. Для натурных испытаний изделий с модифицированными поверхностными слоями создан комплекс методик технических испытаний, учитывающих условия эксплуатации. Результаты исследований и измерений обрабатывались с применением методов математической статистики. .

В экспериментах по разложению битуминозной породы с помощью ВЧ плазмы пониженного давления степень разложения определялась термическим анализом по количеству органики в минеральной-части породы. Рентгеност-руктурный анализ минеральной части, проводился на установке "Дрон-3". Состав синтез-газа определялся с помощью хроматографа ЛХМ-8МД..

Результаты теоретических исследований получены с использованием метода математического моделирования. При разработке методов решения системы нелинейных начально-краевых задач, описывающей свойства СПЗ в окрестности образца, использовались современные численные методы и вычислительный эксперимент.

Достоверность сформулированных научных положений и практических рекомендаций обеспечена применением современных методов экспериментальных и теоретических исследований, их статистической обработкой, и согласованием экспериментальных и теоретических результатов с данными других авторов.

Научная новизна.

1. Установлен оптимальный диапазон изменения входных параметров ВЧ плазменной установки (давление газа р=13,3-133 Па, расход газа 0=0-0,12 г/с, потребляемая мощность /'„<„„/-2,2-15 кВт), позволяющий реализовать режим слабоинтенсивной низкоэнергетичной ионной бомбардировки, характеризуемый энергией ионов, поступающих на поверхность от 10 до 100 эВ при плотности ионного тока от 0,1 до 15 А/м", в котором происходит модификация материалов без преобладания распыления поверхностных слоев, и в котором достигается максимальное значение отношения мощности разряда к потребляемой МОЩНОСТИ Рртр/Рттр~ 0,6-0,7.

2. Впервые с помощью численных расчетов по построенной математической модели теоретически обосновано, что в диапазоне энергий ионов IV, = 4080 эВ возникает эффект фокусировки ионного потока на неоднородностях микро- и нанорельефа поверхности, что позволяет использовать Низкоэнерге-тичные ионные потоки для модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

3. Впервые проведены комплексные экспериментальные исследования струй ВЧ разрядов пониженного давления в процессах модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов. Установлено, что при введении в плазменную струю образцов конструкционных материалов концентрация электронов непосредственно в окрестности образца возрастает в 2-2,5 раза, аксиальная составляющая напряженности магнитного поля уменьшается в 1,42 раза, аксиальная составляющая плотности тока увеличивается в 1,1-2,5 раза; При этом характеристики самих струйных разрядов практически не изменяются.

4. Впервые проведены комплексные экспериментальные исследования слоя положительного заряда, возникающего у поверхности образца, помещенного в струю плазмы ВЧ разряда пониженного давления, позволившие установить диапазон характеристик ионного потока (энергия ионов ]Уг 40-80 эВ и плотность ионного тока у, =0,3-5 А/м2), в котором происходит модификация поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

5. Экспериментально установлено, что при обработке материалов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в диапазоне параметров (давление газа р= 13,3 - 133 Па, расход газа 6=0,04 - 0,08 г/с, мощность разряда Рртр~ 0,5 -5 кВт) атомы инертного плазмообразующего газа проникают в поверхностный слой на глубину до 100 нм, образуя'Захороненные слои. При этом общая толщина модифицированного слоя достигает 200 мкм.

6. Установлено, что при обработке вольфрамо-кобальтового сплава струйным ВЧ разрядом пониженного давления в в смеси аргона с пропан-бутаном образуется модифицированный поверхностный слой толщиной от 70 до 420 нм, в зависимости от времени обработки. В структуре слоя можно выделить два подслоя: наружный толщиной -10 нм, содержащий углерод в виде графита, и переходный толщиной от 10 нм до 70-420 нм, в котором присутствуют углерод карбида вольфрама, углерод в алмазоподобном состоянии и углерод в связях С-Н и С-О-Н. В результате диффузии дефектов структуры и атомов из нанослоев происходит газонасыщение глубинных слоев толщиной до 300 мкм, в поверхностном слое образуются, в зависимости от используемого плазмообразующего газа нитриды, оксиды или карбиды элементов, входящих в состав материала образца. При этом скорость диффузии атомов газа в процессе ВЧ плазменного газонасыщения в 2...5 раз превышает скорость диффузий при газонасыщении в разрядах постоянного тока.

7. Разработана физическая модель модификации нанослоев материалов в плазме струйного ВЧ разряда пониженного давления. Ионы плазмообразующе-

го газа, обладающие энергией в диапазоне 40-80 эВ, проникают в поверхностный слой материала толщиной до 20 им, создают в нем дефекты и образуют химические соединения с атомами материала. Воздействие ВЧ поля и им-пульсно-периодического потока электронов приводят к возникновению в поверхностном слое ВЧ токов, которые способствуют ускоренной диффузии дефектов и атомов плазмообразующего газа и их соединений на глубину скин-слоя. В результате этого изменяется структура поверхностного слоя, происходит перераспределение в нем химических элементов, входящих в состав сплава.

Практическая значимость работы.

1. Установлено, что струйная ВЧ плазменная обработка при пониженном давлении в атмосфере инертного газа позволяет производить нанополировку поверхности, в результате которой очищается и активируется поверхность без ее нагрева, ликвидируются примесные дефекты и одновременно, локально распыляются и расплавляются микровыступы, залечиваются микропоры и микротрещины, удаляются трещиноватый и рельефный слои, уменьшается шероховатость поверхности, наводятся сжимающие остаточные напряжения с плавной эпюрой, повышается усталостная прочность.

2. ВЧ плазменная обработка при пониженном давлении в смеси реагирующего газа (азот, кислород, углекислый газ, пропан-бутан, метан) с аргоном позволяет производить повысить коррозионную стойкость, создать нанодиф-фузные покрытия из оксидов, карбидов, нитридов элементов материала, увеличить микротвердость поверхности в 2-3 раза, навести сжимающие остаточные напряжения с плавной эпюрой, повысить усталостную прочность.

3. На основе результатов выполненных экспериментальных и теоретических исследований разработаны процессы модификации нано- и микрослоев, позволяющие в едином технологическом цикле проводить очистку (без нагрева) с одновременным удалением дефектных слоев и активацией поверхности, плазменную полировку с уменьшением шероховатости на 2 класса, повышение усталостной прочности на 30% с перераспределением остаточных напряжений на глубине до 200 мкм и достижением значений сжимающих напряжений 600...700 МПа, увеличивать коррозионную стойкость в 2 раза, упрочнение с увеличением срока службы изделий в 1,5 - 1,8 раза при использовании инертного газа и в 2-3 раза - при использовании химически активных газов.

4. Разработаны технологии ВЧ плазменной обработки материалов:

• Очистка поверхности твердого сплава, нержавеющих сталей, алюминиевых сплавов перед нанесением покрытий ионно-плазменным и электрохимическим методами, повышающая в 2-3 раза адгезионную прочность;

• Полировка поверхности зеркал гинекологических из титанового сплава и нержавеющей стали, увеличивающая срок службы в 3 раза;

• Упрочнение в 2 раза медицинских ультразвуковых инструментов из титановых сплавов за счет нанодиффузного покрытия из Т1К;

• Азотирование медицинских инструментов из нержавеющей стали;

• Карбидирование изделий из стали 20;

• Оксидирование изделий из циркониевых, титановых сплавов и сталей;

• Обработка сплава карбида вольфрама с кобальтом с образованием на-нодиффузиого алмазоподобного покрытия толщиной 20-50 им, за счет чего увеличивается срок службы медицинских стоматологических фрез в 3-4 раза;

• Обработка металлокорда для автомобильных шин, повышающая адгезию резиновой массы к корду и увеличивающая долговечность металлокорда при воздействии знакопеременных нагрузок;

• Регенерации алюмохромового катализатора, используемого в производстве изопрена;

• Комплексная переработка битуминозных пород с выделением синтез-газа и минерального остатка с высоким содержанием редких элементов.

5. Созданные технологические процессы и специальное оборудование для модификации конструкционных материалов внедрены в промышленное производство в ОАО СКТБ «Мединструмент» и ООО «Фреза» с суммарным экономическим эффектом 30 млн. руб.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований струйных ВЧ разрядов пониженного давления, устанавливающие оптимальный диапазон изменения входных параметров ВЧ плазменной установки (давление газа р= 13,3-133 Па, расход газа 6=0-0,12 г/с, потребляемая мощность Р„отр=2,2-15 кВт), позволяющий реализовать диапазон энергий ионов на поверхность от 10 до 100 эВ при плотности ионного тока от 0,3 до 5 А/м2 необходимый для модификации материалов без преобладания распыления поверхностных слоев, при которых достигается максимальное значение отношения мощности разряда Ррюр к потребляемой мощности Ргк11г1Р,ттр = 0,6-0,7; при этом параметры плазмы струйных ВЧ разрядов пониженного давления изменяются в следующих диапазонах: концентрация электронов ис=1015-1019 1/м3, плотность тока в струе плазмы /=(1-8)-102 А/м2, напряженность магнитного поля в струе Н= 5-200 А/м, скорость потока 50-500 м/с.

2. Результаты комплексных экспериментальных исследований струй ВЧ разрядов пониженного давления в процессах модификации поверхностных на-нослоев конструкционных материалов, устанавливающие, что при введении в плазменную струю образцов конструкционных материалов концентрация электронов непосредственно в окрестности образца возрастает в 2-2,5 раза, аксиальная составляющая напряженности магнитного поля в струе ВЧ разряда уменьшается в 1,4-2 раза, аксиальная составляющая плотности электрического тока увеличивается в 1,1-2,5 раза, характеристики самих струйных разрядов при этом практически не изменяются.

3. Результаты численных расчетов по построенной математической модели, теоретически обосновывающие, что в диапазоне энергий ионов = 4080 эВ возникает эффект фокусировки ионного потока на неоднородностях микро- и нанорельефа поверхности, что позволяет использовать низкоэнерге-

тичные ионные потоки для модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

4. Результаты комплексных экспериментальных исследовашш СПЗ, возникающего у поверхности образца в струе плазмы ВЧ разряда пониженного давления, устанавливающие диапазон характеристик ионного потока (энергия ионов IVг 40-80 эВ и плотность ионного тока у,=0,3-5 А/м2), в котором происходит модификация поверхностью нанослоев конструкционных материалов.

5. Результаты экспериментальных исследований, устанавливающие, что при обработке материалов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в диапазоне параметров (давление газа /?=13,3-133 Па, расход 0=0,04-0,08 г/с, мощность разряда Рршр= 0,5-5 кВт) атомы инертного плазмообразующего газа проникают в поверхностный слой на глубину до 100 нм, образуя захороненные слои. При этом общая толщина модифицированного слоя достигает 200 мкм.

6. Результаты экспериментальных исследований, устанавливающие, что при обработке сплавов металлов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в атмосфере химически активного газа образуется модифицированный поверхностный слой толщиной от 70 до 420 нм в зависимости от времени обработки. В структуре поверхностного слоя можно выделить два подслоя: наружный толщиной -10 нм, содержащий углерод в виде графита, и переходный толщиной от 10 нм до 70-420 нм, в котором присутствуют углерод карбида вольфрама, углерод в алмазоподобном состоянии и углерод в связях С-Н и С-О-Н. В результате диффузии дефектов структуры и атомов из нанослоев происходит газонасыщение глубинных слоев толщиной свыше 300 мкм, в поверхностном слое образуются, в зависимости от используемого плазмообразующего газа нитриды, оксиды или карбиды элементов, входящих в состав материала образца. При этом скорость диффузии атомов газа в процессе ВЧ плазменного газонасыщения в 2...5 раз превышает скорость диффузии при газонасыщении в разрядах постоянного тока.

7. Физическая модель модификации нанослоев материалов в плазме струйного ВЧ разряда пониженного давления, устанавливающая, что ионы плазмообразующего газа, обладающие энергией в диапазоне 40-80 эВ, проникают в поверхностный слой материала толщиной до 20 нм, создают в нем дефекты и образуют химические соединения с атомами материала. Воздействие ВЧ поля и импульсно-периодйческого потока электронов приводят к возникновению в поверхностном слое материала ВЧ токов, которые способствуют ускоренной диффузии дефектов и атомов плазмообразующего газа и их соединений на глубину скин-слоя. В результате этого изменяется структура поверхностного слоя, происходит перераспределение в нем химических элементов, входящих в состав сплава.

8. Процессы модификации нано- и микрослоев, позволяющие в едином технологическом цикле проводить очистку (без нагрева) с одновременным удалением дефектных слоев и активацией поверхности, плазменную полировку с уменьшением шероховатости на 2 класса, повышение усталостной проч-

ности на 30% с перераспределением остаточных напряжений на глубине до 200 мкм и достижением значений сжимающих напряжений 600...700 МПа, увеличивать коррозионную стойкость в 2 раза, упрочнение с увеличением срока службы изделий в 1,5 - 1,8 раза при использовании инертного газа и в 2-3 раза - при использовании химически активных газов.

Таким образом, в диссертационной работе изложены научно обоснованн-ные технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны, и заключающиеся в определении параметров струйного ВЧ разряда пониженного давления, которые обеспечивают модификацию нанослоев конструкционных материалов, что позволяет осуществлять процессы нанополировки и формирования нанодиффузных покрытий для улучшения эксплуатационных, потребительских и технологических свойств изделий.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всероссийской научной конференции «Тепло- и массообмен в химической технологии» (Казань, 2000), 12-й международной конференции по теплопереносу (Гренобль, Франция, 2002 г.), 1 б-й Европейской конференции по теплофизическим свойствам материалов (Лондон, Великобритания, 2002), б-м и 7-м Всероссийских семинарах «Сеточные методы для краевых задач и приложения» (Казань, 2005, 2007), 21-й международной конференции «Уравнения состояния вещества» (Эльбрус, 2006), 4-й Всероссийской научно-практической конференции «Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении и приборостроении» (Пенза, 2007), Харьковской нанотехнологической Ассамблее (Харьков, Украина, 2006), 34-й, 35-й и 36-й Международных конференциях по физике плазмы и УТС (Звенигород Московской области, 2007, 2008, 2009), Международной конференции «Micro- and Nanoelectronics -2007» (Звенигород, 2007), VI Российском семинаре «Современные средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окружающей среды» (Москва, 2008), V Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии (Иваново, 2008), международной конференции Gaseous Electronic Conference GEC-08 (Даллас, США, 2008), научных сессиях КГТУ (1999-2009).

Основные результаты изложены в 64 публикациях, в том числе в ведущих рецензируемых научных журналах - 10, одной монографии, 6 патентах.

Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит в постановке цели и задач исследований, выборе методики эксперимента, непосредственном участии в их проведении, анализе и обобщении экспериментальных результатов, в разработке математической модели взаимодействия струйного ВЧ разряда пониженного давления с материалами, разработке технологии обработки материалов ВЧ разрядом пониженного давления. Вклад автора является решающим на всех стадиях работы.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографии (335 наименований) и приложения. Изложена на 321 страницах машинописного текста, содержит 122 рисунка и 16 таблиц.

Содержание работы : Во введении обоснована актуальность темы исследования, изложена основная цель, поставлены задачи и представлена структура диссертации, сформулировала научная новизна, практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан обзор известных экспериментальных и теоретических результатов, методов исследований и применений ВЧ разрядов пониженного давления. Проведен анализ наиболее распространенных методов модификации поверхности материалов и рассмотрены их возможности,в. формировании различных свойств изделий. Установлено, что наиболее перспективным методом модификации поверхностных слоев является воздействие потока плазмы струйного ВЧ разряда пониженного давления, позволяющего создавать поток ионов, обладающих энергией 10-100 эВ при плотности ионного тока 0,15 А/м2. ' ...,."

На основе анализа литературных данных сформулированы основные задачи работы.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований струйных ВЧ разрядов пониженного давления и СПЗ в процессах модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

Исследования проводились на ВЧ плазменной установке, состоящей из стандартных блоков и элементов, включающих в себя генератор, ВЧ индуктор и ВЧ электроды, вакуумную систему, систему подачи плазмообразующего газа и диагностической аппаратуры. Высокочастотный генератор, собранный, по одноконтурной схеме с общим катодом, может быть настроен на индуктивную и емкостную нагрузку и позволяет получать ВЧ разряды различных типов.

На основании анализа характерных особенностей процессов, протекающих в потоке неравновесной низкотемпературной плазмы, разработан исследовательский комплекс для экспериментальных исследований, параметров струйных ВЧ разрядов при модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

При исследовании характеристик плазменного потока входные параметры установки варьировались в следующих пределах: давление от 1,33 Па до 399 Па, частота генератора от 1,76 до 27,8 МГц, расход плазмообразующего газа от 0 до 0,18 г/с. В качестве плазмообразующего газа в экспериментах использовался аргон высшего сорта, и смеси воздуха, азота, углекислого газа, пропан-бутана с аргоном.

В исследуемом диапазоне реализованы струйные ВЧ разряды индукционного типа с соленоидальным индуктором и емкостного типа с плоскими электродами. Потребляемая мощность генераторов варьировалась в.диапазоне от 1,5 до 20 кВт.

Характеристики плазмы струйных ВЧ разрядов пониженного давления исследовались в присутствии образцов из нержавеющих сталей типа XI3 и Х18Н9Т, вольфрамо-кобальтового твердого сплава ВК6-ОМ, алюминиевого сплава Д16Т, силумина, титановых сплавов, стали 3 с латунным и бронзовым покрытием, сталей 20 и 30, сыпучих материалов (катализатор на пористом носителе А1203), высоковязкой нефти.

В присутствии образцов материалов изучены энергетические, газодинамические и электрические параметры струйных ВЧ разрядов пониженного давления: мощность разряда, скорость потока плазмы, концентрация электронов, плотность ВЧ тока, напряженность магнитного поля, и положительный потенциал плазменного столба, плотность ионного тока и энергия ионов, бомбардирующих поверхность материалов (табл. 1).

Измерения концентрации электронов методами СВЧ зондирования показали, что при обработке металлов в струйном ВЧ индукционном (ВЧИ) разряде пониженного давления она достигает значений 10|5-1018 1/м3. При использовании в качестве плазмообразующего газа смеси аргона с реагирующими газами (азот, кислород, углекислый газ, пропан-бутан), концентрация электронов уменьшается в 2-5 раз, что объясняется потерями части энергии, вводимой в плазму, на процессы диссоциации, возбуждения колебательных и.вращательных степеней свободы молекул примесных газов.

В струйном ВЧ емкостном (ВЧЕ) разряде пониженного давления концентрация электронов при обработке металлов меньше, чем ВЧИ разряде при одинаковой вводимой мощности Рр = 2,0 кВт в разряд и составляет (0,5 -2)-10" 1/м3,

При модификации поверхности конструкционных материалов характеристики плазмы существенно изменяются в непосредственной окрестности образцов: концентрация электронов увеличивается в 2-2,5 раза, амплитуда плотности тока увеличивается в 1,1 -2,5 раза; в ВЧИ разряде аксиальная составляющая И, вектора напряженности магнитного поля уменьшается в 1,4-2 раза; при этом; регистрируется азимутальная составляющая Н9, в ВЧЕ разряде азимутальная составляющая Н9 увеличивается на 20-40%. При этом характеристики самих струйных разрядов практически не изменяются. На срезе сопла плазмотрона значения этих параметров изменяются незначительно, не более чем на 5%.

У поверхности образца создается СПЗ, что подтверждается результатами голографических исследований плазмы в окрестности образца, измерений потенциала плазмы относительно тела и характеристик ионного потока (IV/ и/,), поступающего на поверхность образца (табл. 2).

В результате проведенных исследований установлен оптимальный диапазон изменения входных параметров ВЧ плазменной установки (давление газа р=13,3-133 Па, расход газа С=0-0,12 г/с, потребляемая мощность Р,ютр=2,5-18 кВт)* в котором достигается максимальное значение отношения мощности разряда Рртр к потребляемой мощности Рртр1Р,ттр = 0,6-0,7. На рис. 1 для ВЧЕ

Таблица 1. Характеристики потока ВЧ плазмы пониженного давления аргона в процессах модификации поверхности ко»

иятрпиапод

Параметры Методы измерения Типы разрядов

индукционный емкостный с кольцевыми эл

без образца с образцом без образца с с

разряд струя разряд струя разряд струя разряд

Концентрация электронов,^/м' СВЧ зондирование методами свободного пространства (двух частот, по отсечке сигнала и ре-зонагорный) о "о о 1 "о о 7 о "о гч" 1 о о О о 1 о о о

Напряженность магнитного поля, А/м Аксиальная составляющая Миниатюрный магнитный зонд сечением 1,5 мм2, длиной 1 мм с2-6) ■Ю3 50200 (2-6) •ю5 35100 не обнар. не обнар. не обнар.

Азимутальная составляющая не об-нар. 20-120 не обнар. 30-150 (3-18) ■102 5-130 (3-18 ■102

£ 5 9 Е- о < г- £ * - 5"85 с 5 £ Аксиальная составляющая Миниатюрный пояс Роговского сечением 0,19 мм2 не об-нар. (1-7,5) •102 не обнар. (2,5-8) •102 (3-7) •104 (1-7,5) ■ю2 (3-7> К

Азимутальная составляющая (0,1-1,8) ■10' не об-нар. (0,1-1,8)106 не обнар. не обнар. не обнар. не обнар.

Плотность теплового потока на поверхность образца, Вт/м2 Калориметры проточного типа (1-5) •Ю5 5(103-104) (0,1-7' •102

Потенциал плазмы относительно образца, В Одиночный зонд Ленгмюра 2-32

Скорость потока, м/с Трубка Пито входным диаметром 2 мм 100500 100500 50-350

Таблица 2.

Характеристики слоя положительного заряда в окрестности образца при обработке в струе ВЧ разряда пониженного давления в атмосфере аргона

Параметры СПЗ Методы измерения Типы разрядов

индукционный емкостный с кольцевыми электродами

Толщина СПЗ в окрестности образца, мм одиночный электростатический зонд, голографическая интерферометрия 0,1 -0,3 3-7

Энергия ионов поступающих на поверхность, эВ Анализатор энергии ионов с осесимметричным полем на основе цилиндрического конденсатора 10-55 50-100

Плотность ионного тока па поверхность образца; А/м2 Анализатор энергии ионов с радиальным полем 3-15 0,3-0,1

Значения плотности ионного тока на поверхность материала в исследованном диапазоне параметров режима разряда соответствуют интенсивности ионного потока на поверхность материала 6-100 ион/(нм2с). Такая плотность ионного потока недостаточна для того, чтобы ВЧ распыление было преобладающим процессом при взаимодействии ВЧ плазмы пониженного давления с исследованными материалами.5 Таким образом, модификация поверхности материалов должна проходить с пониженным, по сравнению с аналогичными процессами, эффектом распыления поверхностных слоев.

С другой стороны, плотность ионного потока слишком мала, чтобы получить те результаты модификации, которые достигаются в ВЧ плазме пониженного давления.

В связи с этим проведены теоретические исследования СПЗ, возникающего при модификации конструкционных материалов в плазме ВЧ разрядов пониженного давления.

В третьей главе разработана математическая модель СПЗ, возникающего при модификации поверхности конструкционных материалов в плазме струйных ВЧ разрядов пониженного давления

Известно, что основной причиной модификации поверхности твердых тел в плазме струйных ВЧ разрядов пониженного давления являются положительные ионы плазмообразующего газа, ускоренные до энергий 10-100 эВ в СПЗ, возникающем у поверхности образца. При плотности ионного тока на по- 14-

Рис. 1. Номограмма зависимости энергии ионов и плотности иошюго тока па поверхность тела в ВЧ емкостном разряде оглавления газа ( Р., = 1 кВт, в = 0,04 г/с, / = 13,56 МГц)

верхность материала от 0,3 до 18 А/м2 отсутствует эффект кумуляции переносимой ионами энергии, что приводит к модификации поверхностного слоя (десорбции загрязнений, расплавлению микронеровностей, заращиванию микротрещин, удалению рельефного и трещиноватого слоев) в щадящем режиме, без нагрева и создания дополнительных внутренних напряжений.

В отличие от электродов плазмотрона, незаземленпый образец в плазме находится под наведенным ("плавающим") потенциалом, внешняя электродвижущая сила отсутствует. Поэтому, непосредственно у поверхности образца всегда существует двойной электрический слой, толщина которого равна деба-евской длине 1ц.

В связи с тем, что граница «СПЗ-плазма» колеблется вместе с изменением знака поля математическая модель СПЗ разделяется на 2 части: первая описывает процессы в области квазинейтральной плазмы от невозмущенной зоны до динамической границы «плазма-СПЗ», вторая описывает процессы в области от этой границы до поверхности образца.

Математическая модель строится в предположении, что размеры образца, помещенного в плазму, много больше толщины СПЗ, тело является плоским, параметры СПЗ однородны вдоль поверхности тела. Тогда задачу расчета параметров взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с твердым телом можно рассматривать в одномерном по пространственным координатам приближении.

Для построения модели введем локальную декартову систему координат, выбрав в качестве начала координат точку на поверхности тела, и направив положительное значение оси Oz от поверхности тела навстречу ионному потоку, а плоскость хОу - параллельно поверхности тела.

Оценки характерных пространственных и временных масштабов показывают, что в окрестности образца выполняются условия идеальности электронного, ионного газов и газа нейтральных частиц, однако условия применимости приближения сплошной среды выполняются только для ионного газа.

Средняя длина свободного пробега электронов /(, ~ 10 м сопоставима с

толщиной СПЗ Кк ~ Ю-3 м, что много больше дебаевской длины Ло~10"*м. Поэтому в качестве координаты границы расчетной области выбрана точка йл

на расстоянии нескольких толщин СПЗ.

Система, описывающая свойства квазинейтральной плазмы в окрестности образца включает в себя следующие задачи:

1. Краевую задачу для мгновенного значения потенциала (¿, г) электрического поля, создаваемого заряженными частицами в области квазинейтральной плазмы и СПЗ:

= - К - п,,), < 2 < , * > 0, (1)

А-п М^-йй «/^П ™

= —^— ~2Г~' О

2. Начально-краевую задачу для уравнения неразрывности ионного газа в области квазинейтральной плазмы и СПЗ:

дщ д дп{

—1 =--Ц —- + ц{Еп.

дЬ дг{ ' дг

+ , Ад < г < , Ь > О,

дг

1 + -

7Г сЕ„

т., г/,.

, V« > 0,

(2!0) = > Ад < г < йл,Е

а„,,

(3)

(4)

(5)

Здесь = Еа8т(и^), £„ - амплитуда ВЧ напряженности электрического поля в плазме.

3. Начально-краевую задачу для уравнения неразрывности электронного газа в области квазинейтральной плазмы:

дп„ = д д1 дг

+ > У, < * < 4,/,. < > 0,

(6) (7)

еЕ

ехр

7тегк

кв^е .

У2 г

ЪЗг + к.

, V* > 0,

= С^.о) =

Л О г - У»

, у„ < г<

Здесь

2ВД,

(8)

(9)

(10)

4. Нелинейное уравнение изменения координаты динамической границы у ч между СПЗ и предслоем

-сКЫ + УлгЫН^. (П)

где (?«/■•- потенциал ВЧ составляющей электрического поля плазмы.

5. Начально-краевая задача, описывающая динамику плотности поверхностного заряда тела вследствие флюктуации потоков заряженных частиц на поверхность образца:

~~~ = Л ~ (1 + 7.) Л ~ Зт 1 * > 0) (12)

4(0) = ^ (13)

Решение приведенных уравнений вместе с граничными и начальными условиями позволяет найти концентрацию электронов пе и ионов п,, и затем их скорость на границе «плазма-СПЗ»:

дп

(14)

дг

где знак «+» относится к ионам, знак «-» - к электронам.

В двойном слое непосредственно у поверхности образца модель сплошной среды неприменима, здесь необходимо учитывать движение и взаимодействие отдельных частиц. Как показали оценки, эффект кумуляции ионного воздействия в двойном слое отсутствует, поэтому можно рассматривать движение отдельных ионов, не учитывая их взаимодействие.

Поверхность конструкционных материалов является шероховатой, причем размер микронеровностей сопоставим с толщиной двойного слоя. Поэтому при расчете движения иона в двойном слое следует учесть эффект искривления силовых линий электрического поля из-за концентрации поверхностного заряда на вершинах микронеровностей. Примем, что все неровности имеют одинаковую пирамидальную форму с закругленной вершиной, а потенциал вершины равен потенциалу заряда , помещенного в центр ее кривизны. Введем декар-

тову систему координат с началом в центре кривизны вершины одной из неровностей так, что плоскость хОу проходит через центры кривизны остальных неровностей, а ось Ог направлена в сторону плазмы.

В бесстолкновительном приближении движение можно описать системой задач Коши:

¿о, еЕ

= — , при I > 0; (0) = -Ч;0/г, (15)

сИ гп

¿г-

= 1)/,при ¿>0; г,(0) = Лв/1, (16)

аЬ

где о,- - вектор скорости иона, ош - начальная скорость иона на границе двойного слоя, определенная по формуле (14), - радиус-вектор текущего положения иона. Знак «минус» в выражении для начальной скорости иона обусловлен тем, что в выбранной системе координат ось Ог направлена навстречу потоку частиц.

Электрическое поле вблизи поверхности является суперпозицией электростатических полей, созданных зарядами отдельных вершин и ВЧ полем плазмы:

Е = ' (17)

где Е - напряженность электрического поля в двойном слое, Е_ - напряженность ВЧ поля в СПЗ, Е - напряженность поля, созданного зарядом одной неровности,

Е,, = -ёга<1 ^ (р) = " ) °>, (18)

4тг е0А,

Л. + (у-

где р — ^(х — х I +{у — у,11 + г2 - расстояние до вершины неровности,

х, у, г - текущие координаты иона, ¡в - координаты вершины микронеровности в плоскости жОу.

Решение системы задач (15)-(16) позволяет найти энергию иона Ж, (г) в момент столкновения с поверхностью и плотность ионного тока ¿¡(Ь) : 2

И/. = , ^ = , Где V. = ^ (19)

С помощью математической модели проведено теоретическое исследование параметров плазмы струйных ВЧ разрядов, ответственных за модификацию поверхности твердых тел. В результате получены пространственно-временное распределение потенциала, напряженности электрического поля и концентрации заряженных частиц поля в СПЗ, значения энергии ионов и плотности ионного тока, поступающего на поверхность тела.

В двойном электрическом слое напряженность электрического поля, вычисленная по формулам (17), (18), почти на порядок выше напряженности плоского поля. В результате этого ионный поток в двойном слое, в соответствии с искривлением силовых линий электрического поля в непосредственной близости к поверхности, фокусируется на неоднородностях поверхностного электрического заряда (рис. 2). Степень фокусировки ионного потока падает с увеличением энергии ионов, с которой они попадают в двойной слой. При энергиях больше 80 эВ ионный поток становится практически однородным.

Установлено, что для каждой средней высоты микронеровности поверхности существует диапазон энергии ионов, в котором ионный поток концентрируется на вершинах микронеровностей, т.е. реализуется режим избирательной обработки поверхности. При энергии ионов, превышающей предельное значение Шг0, зависящее от исходной шероховатости поверхности, ионы начинают поступать на боковые поверхности микронеровностей, при этом ВЧ плазменная обработка переходит в режим неизбирательной обработки. Так,

например, при обработке поверхности с шероховатостью = 1 мкм (Д(1—-средняя высота микронеровностей) до значений энергии ионов IV, = 80 эВ происходит избирательная обработка, при > 80 эВ ионный поток становится практически равномерным.

При уменьшении шероховатости поверхности степень фокусировки ионного потока падает, при этом воздействие плазмы на поверхность также становится неизбирательным. Для сохранения степени фокусировки, а, следовательно, и эффекта полировки необходимо уменьшать энергию ионов по мере обработки (табл. 3).Так как при этом уменьшается коэффициент распыления материала, то для сохранения эффекта полировки необходимо увеличивать плотность ионного тока на поверхность образца и/или время обработки.

Таким образом, несмотря на то, что X» /*ь двойной электрический слой может оказывать существенное влияние на характер взаимодействия плазмы с поверхностью. Роль двойного электрического слоя при обработке поверхности материалов ионами низкой энергии (до 80 эВ) заключается в фокусировке ионного потока на локальных иеоднородностях поверхностного заряда образца. Это позволяет использовать слабо интенсивные потоки (/'/=0,3-5 А/м2) для модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

Таблица 3

Влияние шерохова тости поверхности на энергию ионов и плотности ионного тока _при заданном коэффициенте фокусировки ионного потока К,/г2.__

Шероховатость Я„ нм 1600 800 400 200 100 50 25

Энергия ионов Щ, эВ 90 80 65 50 30 20 10

Плотность ионного тока /,, А/м2 и 1,2 1,5 2,0 3,5 4,9 9,0

Четвертая глава содержит результаты экспериментальных исследований ВЧ плазменной нанополировки поверхности конструкционных материалов в атмосфере инертного газа при пониженных давлениях.

В главе описаны комплекс методик исследования свойств модифицированных поверхностей и проведения экспериментальных исследований взаимодействия неравновесной низкотемпературной плазмы с поверхностями конструкционных материалов, применяемые материалы и оборудование, представлены результаты исследования состава, структуры конструкционных материалов до и после обработки неравновесной низкотемпературной плазмой.

х ю'4

Рис. 2. Траектории движения ионов вблизи заряженной шероховатой поверхности (р = 80 Па, Рр,,,, = 1 кВт, Я„ = 32 им). Центральная прямая линия соответствует траектории иона, вошедшего в слой над вершиной микронеровности, кривые линии показывают траектории ионов, вошедших в слой между вершинами.

Установлено, что оптимальным диапазонам характеристик ионного потока, в котором происходит модификация поверхностных нанослоев конструкционных материалов являются: энергия ионов 40-80 эВ и плотность ионного тока у,=0,3-10 А/м2. Такие режимы плазменного воздействия создаются при следующих характеристиках работы установки: Рр!пр = 1,0-1,8 кВт, р= 26,679,8 Па, С= 0,04-0,06 г/с, расстояние от среза сопла плазмотрона в ВЧ индукционном разряде 100-200 мм.

Поверхность исследованных материалов после плазменного воздействия становится более однородной, уменьшается высота микронеровностей, с поверхности удаляются примесные дефекты.

Для достижения шероховатости, например, /?а=160-80 нм обработку необходимо проводить в струе ВЧЕ разряда с энергиями ионов у поверхности образца Ж,=55-80 эВ и плотности ионного тока 7,=0,3-0,9 А/м2. Максимальное уменьшение шероховатости достигается при №,=63 эВ и у',=1,5 А/м2.

В соответствии с результатами расчетов, представленными в 3-й главе, степень фокусировки ионного потока на неровностях рельефа поверхности металлов уменьшается при уменьшении шероховатости поверхности и увеличении энергий ионов. Следовательно, для проведения процесса нанополировки необходимо уменьшать энергию ионов, поступающих на поверхность материала по мере уменьшения высоты микронеровностей.

Наиболее эффективно применять плазменную полировку сплавов при значении параметра шероховатости исходной поверхности не более 1250 нм. При этом за 30 минут обработки достигается значение параметра шероховатости /?я=25 нм (рис. 3), то есть имеет место нанополировка поверхности.

Известно, что традиционные процессы полировки создают на поверхности дефектный слой, что может привести к ухудшению усталостных и прочностных свойств поверхности. В связи с этим проведены сравнительные исследования физических свойств поверхности конструкционных материалов до и после процесса ВЧ плазменной нанополировки.

В результате исследования состава поверхностного слоя образцов из сталей типа XI3 в поверхностном слое толщиной до 30 нм обнаружена повышенная концентрация атомов аргона и изменение концентрации элементов мате-

риала образца. Так, в обработанных образах на глубине 10-30 нм наблюдается уменьшение концентрации железа, повышение концентрация азота, кислорода, хрома и образование при этом нитридов и карбидов хрома.

Установлено, что при обработке материалов в струе ВЧ разряда пониженного давления в диапазоне параметров р=13,3 - 133 Па, С=0,04 - 0,08 г/с, Рртр= 0,5 - 5 кВт, атомы инертного плазмообразующего газа проникают в поверхностный слой на глубину до 100 нм, образуя захороненные слои.

Для комплексной оценки влияния ВЧ плазменной обработки па эксплуатационные свойства изделий производился фрактографический анализ изломов образцов после усталостных испытаний. Установлено, что у контрольных образцов очаги разрушения располагаются на двух противоположных сторонах. После упрочнения по методу поверхностного пластического деформирования и плазменной обработки разрушение начинается с одной стороны.

Результаты металлографических исследований показали, что глубина модифицированного слоя составляет 20-30 мкм. Прочность образцов с плазменной обработкой близка к прочности образцов после поверхностно-пластического деформирования. '

ВЧ плазменная обработка сплавов металлов приводит к повышению усталостной прочности на 25-35% с одновременным уменьшением шероховатости на 2 класса и сохранением неизменными остальных физико-механических свойств (например, пластичности). При этом в поверхностном слое формируются сжимающие остаточные напряжения на глубине до 200 мкм.

Исследования усталостных характеристик образцов и механических свойств показали, что в результате обработки в ВЧ плазме пониженного давления предел выносливости увеличивается на 25-30%, микротвердость увеличивается более чем на 10%, в поверхностном слое создаются сжимающие остаточные напряжения, их эпюра становится более плавной, чем после ручной полировки.

Наибольшее изменение усталостных характеристик и механических свойств достигается в результате обработки в струе ВЧИ разряда пониженного давления при Ж,=30-50 эВ и у,=5-15 А/м2 время плазменного воздействия 8-9 мин. Глубина модифицированного слоя составляет 20 - 30 мкм.

Для каждой разновидности ВЧ плазменной модификации имеется достаточно узкий диапазон значений Ж/, у,, в котором наблюдается изменения параметров поверхностного слоя образца.

Установлены закономерности изменения свойств модифицированных поверхностей в зависимости от плотности ионного тока на поверхность образца и энергии ионов. Соответствующие функциональные зависимости носят немонотонный характер.

В пятой главе приведены результаты исследования процесса формирования нанодиффузных покрытий на поверхности конструкционных материалов с помошыо ВЧ плазмы пониженного давления в атмосфере химически активных газов.

В результате экспериментальных исследований поверхностных слоев вольфрамо-кобальтовых сплавов ВК6-ОМ, обработанных струйным ВЧ разрядом пониженного давления в смеси аргона и пропан-бутана обнаружен модифицированный поверхностный слой толщиной, в зависимости от продолжительности обработки, от 70 до 420 нм (рис. 4). В структуре поверхностного слоя можно выделить два подслоя: наружный - толщиной -10 нм, содержащий углерод в виде графита, и переходный толщиной от 10 нм до 70-420 нм, в котором присутствуют углерод в составе карбида вольфрама, углерод в алмазо-подобном состоянии и углерод в связях С-Н и С-О-Н. Границы перехода между слоями показаны пунктирными линиями.

до обработки

г = 120 с

С, %

г = 240 с

|»CVCoOODW

/ и 1 / l! ;

0 250 500 750

h, нм

а) б) в)

Рис. 4. Распределение элементов по глубине образца в зависимости от времени обработки (плаз-мообразующий газ Ar (70%)+ СзНв (30%), Ppmp=l ,3 кВт,/)= 133 Па, G=0,06 г/с): I - наружный слой, II - переходный слой, III - основной сплав, а) не обработанный; б) 120 секунд; в) 240 секунд.

Как видно из рисунка, четко прослеживается тенденция к увеличению толщины модифицированного слоя в зависимости от времени обработки в ВЧ плазме пониженного давления. Скорость проникновения модифицированного слоя вглубь материала по мере обработки уменьшается по экспоненциальной зависимости.

Таким образом, выполненные экспериментальные исследования позволили установить, что в диапазоне энергии ионной бомбардировки 10-100 эВ и плотности ионного тока на поверхность 0,1-5 А/м2 происходит модификация поверхностного слоя исследованных материалов толщиной 70-420 нм, в том числе изменение состава приповерхностного нанослоя.

Результаты экспериментальных исследований показали, что при добавлении в плазмообразующий газ реагирующих газов (N2, 02, С02, СН4, С3Н8+С4Н10) состав образцов из металлов и сплавов изменяется в большей степени, чем при обработке в среде чистого аргона. Рентгенограммы образцов из титанового сплава ВТ1 после обработки в аргоновой ВЧ плазме с добавлением азота и кислорода показали наличие на поверхности монооксида титана TiO и оксида Ti70i3. В образцах, обработанных в аргоновой плазме с добавлением технически чистого азота, зафиксировано повышение интенсивности линий Ti90,7; при малом расходе плазмообразующего газа - линий нитрида титана и при большем расходе - линий оксида Ti70]3. При обработке ВЧ плазмой метал-

лов и сплавов может образоваться целый ряд оксидов и нитридов с небольшим количеством каждого их них. Поэтому обнаруженные фазы могут быть не единственными, присутствующими в слое, а, скорее всего, самой многочисленной фазой или фазой, имеющей наиболее близкие межплоскостные расстояния к межплоскостным расстояниям нескольких оксидных или нитридных фаз. Окисление поверхности образцов при обработке плазмой с добавлением азота можно объяснить наличием примеси кислорода.

Образцы титановых сплавов обрабатывались ВЧ плазмой после отжига и предварительной электрохимической полировки. При рентгеноструктурных исследованиях не выявлено появления новых фаз. Параметры решетки изменяются довольно сильно в сторону увеличения как параметра а, так и с. При измерении твердости, также как и для сплава ВТ1, обнаружена тенденция повышения твердости поверхности после обработки в кислородосодержащей плазме.

Исследования сталей типа Х13, Х18Н9Т, Сталей 20 и 30 показали, что в результате обработки в азотсодержащей ВЧ плазме пониженного давления при небольшом времени выдержки (15 мин.) происходит образование нитридных фаз. Глубина проникновения азота в сталь при плазменном азотировании в течение 30 мин. больше, чем при печном азотировании в течение 28 часов. После воздействия ВЧ плазмы на поверхности образцов появляется коррозионно-стойкая е-фаза, толщина которой в 10 раз выше, чем при печном азотировании.

Азотированные слои, получаемые в ВЧ плазме пониженного давления, имеют более тонкую дифференцировку фаз, различия в чередовании фаз, различную морфологию нитридных фаз, большую разветвленность диффузионного фронта. Выявленные структурные особенности показывают, что ВЧ плазменную обработку при пониженном давлении можно использовать для целенаправленного изменения структуры и состава сплавов, прецизионного микро-и макро-упрочнения изделий. Аналогичные результаты получены при обработке образцов в плазме аргона с добавлением углекислого газа, пропан-бутана, кислорода.

Таким образом, совокупность результатов по модификации поверхности сплава ВК6-ОМ, сталей, титановых сплавов в потоке ВЧ плазмы пониженного давления свидетельствует о том, что на поверхности образуются нанодиффуз-ные покрытия.

Микроструктура сталей и титановых сплавов после обработки в ВЧ плазме пониженного давления изменяется. Характер изменения зависит от режима обработки.

Установлено, что толщина модифицированного слоя коррелирует с толщиной скин-слоя.

Сопоставление результатов испытаний различных видов сталей и титановых сплавов показало, что ВЧ плазменная обработка значительно ускоряет диффузионные процессы, как из газовой среды в поверхностные слои материала, так и внутри него. В результате этого существенно ускоряются процессы

химико-термической обработки, в частности, ¡азотирование сталей. Происходит аномально быстрое проникновение атомов азота вглубь стали. Процесс азотирования в ВЧ плазме пониженного давления протекает в 8 раз быстрее «класи-ческого» печного азотирования.

ВЧ плазменная обработка ускоряет также процессы самодиффузии в сталях. Следствием этого является ускорение процессов отпуска и рекристаллизации по сравнению с обычной термической обработкой.

Таким образом, механизм модификации поверхностных слоев конструкционных материалов в потоке ВЧ плазмы пониженного давления состоит в следующем. Ионы плазмообразующего газа, обладающие энергией 40-80 эВ, проникают в приповерхностный слой толщиной до 70 нм и образуют в нем дефекты и дислокации. При использовании в качестве плазмобразующего газа смеси аргона с азотом, кислородом, метаном, пропан-бутаном помимо возникновения в поверхностном слое дефектов, образуются, соответственно, нитриды, оксиды, карбиды атомов обрабатываемого материала.

В результате диффузии дефектов структуры и атомов из нанослоев происходит газонасыщение глубинных слоев толщиной свыше 300 мкм, в поверхностном слое образуются, в зависимости от используемого плазмообразующего газа нитриды, оксиды или карбиды элементов, входящих в состав материала образца. При этом скорость диффузии атомов газа в процессе ВЧ плазменного газонасыщения в 2...5 раз превышает скорость диффузии при газонасыщении в разрядах постоянного тока.

Результаты коррозионных испытаний образцов из сталей и титановых сплавов показали, что в результате воздействия ВЧ плазмы пониженного давления происходит общее увеличение коррозионной стойкости, что объясняется образованием на поверхности модифицированного нанослоя.

Как показано выше, при воздействии ВЧ плазмы в поверхностном слое образцов стали и титана образуется защитная поверхностная диффузная плёнка. На титане она состоит из оксидов титана, а в случае применения плазмы с добавками азота - из нитридов титана. Эти пленки повышают коррозионную стойкость сплавов. Пяти минут ВЧ плазменной обработки достаточно для образования в поверхностном слое сталей типа Х13 защитной коррозионностой-кой пленки.

В шестой главе на основе результатов исследования взаимодействия неравновесной низкотемпературной плазмы с конструкционными материалами выбраны изделия и детали машиностроения, поверхности которых целесообразно модифицировать.

Результаты, полученные при плазменной модификации поверхности с целью уменьшения ее шероховатости, показывают, что с помощью обработки неравновесной низкотемпературной плазмой можно осуществлять очистку, финишную подготовку поверхности перед нанесением покрытия. Так, например, плазменная обработка поверхности образцов из силумина, проведенная до хромирования, позволила повысить поверхностную активность, увеличить из-

hoco- и коррозионную стойкость в 1,5 раза, повысить термическую стабильность на 30% и адгезионную прочность в 2 раза, а также удалить рельефный и трещиноватый слои. Отличие очистки и финишной подготовки поверхности от плазменной полировки заключается в более низких значениях, W¡ и j¡. Максимальная адгезионная прочность гальванического хромовогр покрытия достигается после обработке в плазме аргона при Ж,=55 эВ и j¡= 0,9.А/м2.

Проведены исследования финишной очистки поверхности образцов из полутеплостойких сталей типа XI3 перед нанесением на них ионно-плазменного покрытия методом конденсации вещества ионной бомбардировкой. Обработка таких материалов в плазме ВЧЕ разряда пониженного давления позволяет проводить очистку поверхности при температуре 50-200°С, что существенно ниже температуры ионной очистки (400-500°С). Наиболее эффективно проводить процесс очистки полутеплостойких сталей в режиме IVг50 эВ и/,=0,8 А/м2.

Разработаны процессы модификации нано- и микрослоев, позволяющие в едином технологическом цикле проводить очистку (без нагрева) с одновременным удалением дефектных слоев и активацией поверхности, плазменную полировку с уменьшением шероховатости на 2 класса, повышение усталостной прочности на 30% с перераспределением остаточных напряжений на глубине до 200 мкм и достижением значений сжимающих напряжений 600...700 МПа, упрочнение с увеличением срока службы изделий в 1,5 - 1,8 раза при ¡использовании инертного газа и в 2-3 раза - при использовании химически активных газов, увеличивать коррозионную стойкость в 2 раза.

Разработаны технологические процессы модификации нанослоев с целью: формирования нанодиффузных покрытий в поверхностном слое стоматологических фрез из сплава ВК6-ОМ; ручек скальпелей со съемными лезвиями, из стали 08Х18Т1; ходовых винтов координатного устройства из стали 20; ультразвуковых хирургических и стоматологических инструментов из титановых сплавов ВТ1 и ВТ10; процессов нанополировки и финишной очистки поверхности боров твердосплавных с рабочей частью из сплава ВК-бОМ и микрохирургических инструментов из сталей типа X13 перед нанесением покрытий ионно-плазменным методом, корпуса электроизмерительного, прибора из силумина перед анодным оксидированием, веретена прядильной машины из алюминиевого сплава перед гальваническим хромированием; нанополировки поверхности зеркал гинекологических из титанового сплава ВТ1 и нержавеющей стали 12Х18Н1 ОТ;

Применение технологического процесса нанополировки и очистки твердосплавных боров и микрохирургических инструментов позволяет наносить на них покрытие нитрида титана ионно-плазменным методом.

ВЧ плазменная нанополировка и очистка корпуса электроизмерительного прибора из силумина позволяет наносить на него износостойкое хромовое гальваническое покрытие, адгезионная прочность которого достигает 103 МПа.

ВЧ плазменная нанополировка и очистка деталей из Д16Т перед процессом анодного оксидирования позволяет получить равномерный слой оксида,

износостойкость которого в 1,3 раза выше, чем после химической очистки, и, кроме того, позволяет наносить на него покрытие нитрида титана ионно-плазменным методом.

ВЧ плазменная полировка зеркал гинекологических из сплава ВТ1 и стали Л2Х18Н10Т является финишной операцией и снижает значение параметра шероховатости поверхности с 320 нм до 160-80 нм, за 5-15 минут обработки.

Технологический процесс формирования нанодиффузного покрытия на поверхности стоматологических фрез в смеси аргона с пропан-бутаном позволил увеличить стойкость к истиранию в 4 раза. При сокращении времени обработки материала до 10 мин, не происходит разрушения кристаллической структуры материала по сравнению с традиционным высокотемпературным га-зрнасыщением, при котором происходит выкрашивание кристаллов карбида вольфрама. Сплав приобретает отличительный фиолетовый цвет.

Технологический процесс азотирования нанослоев на поверхности ручек скальпелей со съемными лезвиями из стали 08Х18Т1 позволяет повысить микротвердость поверхности на 25%, а износостойкость на 10%.

Применение совмещенного технологического процесса карбонитрирова-ния нанослоев поверхности ручек скальпелей со съемными лезвиями из стали 08Х.18Т1 с помощью ВЧ плазмы пониженного давления повышает микротвердость и износостойкость поверхности в большей степени, чем процессы традиционного печцо^о азотирования и карбидирования.

Технологический процесс ВЧ пламенного упрочнения ультразвуковых хирургических и стоматологических инструментов из сплавов ВТ8 и ВТ 10 позволяет заменить операции гидродробеструйного упрочнения и виброгаптовки. Предел, выносливости деталей увеличился на 30%, срок службы повысился в 22,5 раза, снизилась шероховатость поверхности, улучшился внешний вид.

Предложен техпроцесс обработки ВЧ плазмой пониженного давления ме-таплокордов шинной промышленности. За счет такой обработки появляется возможность существенно улучшить состояние поверхности металлокорда, повысить его усталостную прочность и адгезию резины к металлокорду за счет удаления поверхностных загрязнений, оксидных пленок, технологических смазок, снижения шероховатости поверхности, увеличения прочности и стабильности адгезионной связи «резина-металлокорд», залечивания микротрещин на поверхности материала, улучшения внутренней структуры материалов за счет перераспределения дефектных слоев, что снизило вероятность возникновения центров разрушения материалов при знакопеременных нагрузках.

Установлено, что наиболее целесообразным являются применения ВЧ разрядов пониженного давления для финишной обработки, полировки и нано-полировки, увеличения износостойкости металлов, повышения долговечности, усталостной прочности.

Разработана технология регенерации алюмохромового катализатора, используемого в производстве изопрена. Основой катализатора является порошок А1203 с размером частиц 20-125 мкм и размером пор 2-5 нм, на который

нанесен катализатор Сг6+. Регенерация заключается в восстановлении его активных свойств за счет удаления с внутренней поверхности пор осевших углеводородов и паров воды, и увеличения содержания Сг6^ с 0,7% до 1,2% по массе за счет восстановления Сг6+ из Сг3+. Применение ВЧ плазмы пониженного давления позволило существенно интенсифицировать процесс регенерации алюмохромового катализатора по сравнению с традиционным способом отжига в кипящем слое. При этом сам процесс регенерации получается более щадящий, что позволяет увеличить срок службы катализаторов.

Предложена технология переработки битуминозных пород в струе ВЧ разряда пониженного давления. Полное разложение породы достигается при подаче ее в межэлектродный промежуток через плазмотрон в режиме Л/=2,1 кВт, в = 0,06 г/с, в,, до 0,06 г/с, р = 200-300 Па. В результате разложения породы получается синтез-газ и минеральный остаток, в котором обнаружено около 30 элементов таблицы Менделеева, в том числе серебро, иттербий, ванадий и другие редкие металлы.

На основе проведенных исследований предложена комплексная технология территориального и технологического совмещения добычи и переработки высоковязких нефтей (ВВН) с попутным извлечением металлов с помощью ВЧ плазменной обработки. Описанная технология позволяет комплексно добывать и перерабатывать ВВН и битуминозные породы с получением в качестве товарного продукта фракции масляных углеводородов, и концентратов редких металлов, включающих ванадий и никель. Преимуществом технологии является практическая безотходность производства.

В приложении содержатся акты внедрения результатов диссертационной работы. Созданный комплекс оборудования и технологических процессов позволил повысить качество, надежность и долговечность изделий медицинской промышленности. Экономический эффект от внедрения составил 30 млн.руб.

Выводы

1. В результате проведенных экспериментальных исследований установлен оптимальный диапазон изменения входных параметров струйной ВЧ плазменной установки (давление газа р=13,3-133 Па, расход газа 0=0-0,12 г/с, потребляемая мощность Р,ттр=2,2-15 кВт), позволяющий реализовать режим слабоинтенсивной низкоэнергетичной ионной бомбардировки, характеризуемый энергиями ионов, поступающих на поверхность от 10 до 100 эВ при плотности ионного тока от 0,3 до 5 А/м2, в котором происходит модификация материалов без преобладания распыления поверхностных слоев, и в котором достигается максимальное значение отношения мощности разряда Рртр к потребляемой мощности Рризр/Рштр = 0,6-0,7. При этом параметры плазмы струйного ВЧИ разряда пониженного давления изменяются в следующих диапазонах: концентрация электронов ^=10|5-10'91/м3, плотность тока в струе плазмы у=(1-8)-102 А/м2, напряженность магнитного поля //.= 20-200 А/м, скорость потока 100-500 м/с, толщина СПЗ от 0,1 до 0,3 мм. Для ВЧЕ струйного разряда пониженного давления характерны: концентрация электронов ис=10|5-1018 1/м3,

плотность тока в струе плазмы у=(1-8)-102 А/м2, напряженность магнитного поля //г= 5-180 А/м, скорость потока 50-350 м/с, толщина СПЗ от 3 до 7 мм.

2. В результате комплексных экспериментальных исследований струй ВЧ разрядов пониженного давления установлено, что в процессах модификаций поверхностных нанослоев конструкционных материалов концентрация электронов непосредственно в окрестности образца возрастает в 2-2,5 раза, плотность электрического тока увеличивается в 1,1-2,5 раза. При этом характеристики самих струйных разрядов практически не изменяются.

3. В результате численных расчетов по построенной математической модели теоретически обосновано, что в диапазоне энергий ионов IV,- = 40-80 эВ и плотности ионного тока у,=0,3-0,9 А/м2 возникает эффект фокусировки ионного потока на неоднородностях микро- и нанорельефа поверхности. Комплексные экспериментальные исследования показали, что в этом диапазоне характеристик ионного потока происходит модификация поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

4. В результате экспериментальных исследований, установлено, что при обработке конструкционных материалов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в диапазоне параметров (давление газа р= 13,3 - 133 Па, расход газа 0=0,04 - 0,08 г/с, мощность разряда Р,,тр= 0,5 - 5 кВт) атомы инертного плаз-мообразующего газа проникают в поверхностный слой на глубину до 100 нм, образуя захороненные слои. При этом общая толщина модифицированного слоя достигает 200 мкм.

5. В результате экспериментальных исследований, установлено, что при обработке сплавов металлов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в атмосфере химически активного газа образуется модифицированный поверхностный слой толщиной от 10 нм до 70-420 нм в зависимости от времени обработки. В структуре поверхностного слоя можно выделить два подслоя: наружный толщиной -10 нм, содержащий углерод в виде графита, и переходный слой, толщиной, в зависимости от режима обработки, от 10 до 70-420 нм, в котором присутствуют углерод в составе карбида вольфрама, углерод в алмазо-подобном состоянии, и углерод в связях С-Н и С-О-Н. В результате диффузии дефектов структуры и атомов из нанослоев происходит газонасыщение глубинных слоев толщиной свыше 300 мкм, в поверхностном слое образуются, в зависимости от используемого плазмообразующего газа, нитриды, оксиды или карбиды элементов, входящих в состав материала образца. При этом скорость диффузии атомов газа в процессе ВЧ плазменного газонасыщения в 2...5 раз выше скорости диффузии при газонасыщении в разрядах постоянного тока.

6. Разработана физическая модель модификации нанослоев материалов в плазме струйного ВЧ разряда пониженного давления, утверждающая, что ионы химически активного плазмообразующего газа, обладающие энергией в диапазоне 40-80 эВ, проникают в поверхностный слой материала толщиной до 20 нм, создают в нем дефекты и образуют химические соединения с атомами материала. Воздействие ВЧ поля и импульсно-периодического потока электро-

нов приводят к возникновению в поверхностном слое ВЧ токов, которые способствуют ускоренной диффузии дефектов и атомов плазмообразующего газа и их соединений на глубину скин-слоя. В результате этого изменяется структура поверхностного слоя, происходит перераспределение в нем химических элементов, входящих в состав сплава.

7. Разработаны процессы модификации нано- и микрослосв, позволяющие в едином технологическом цикле проводить очистку (без нагрева) с одновременным удалением дефектных слоев и активацией поверхности, плазменную полировку с уменьшением шероховатости на 2 класса, повышение усталостной прочности на 30% с перераспределением остаточных напряжений на глубине до 200 мкм и достижением значений сжимающих напряжений 600...700 МПа, увеличивать коррозионную стойкость в 2 раза, упрочнение с увеличением срока службы изделий в 1,5 - 1,8 раза при использовании инертного газа и в 23 раза - при использовании химически активных газов.

Работы по теме диссертации Монографий и статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК. Патенты

1. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухнн, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шасхов. Модификация панослосв в высокочастотной плазме пониженного давлсния.-Казань: Изд-во Казан, тсхнол. ун-та,2007. -356 с.

2. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Кудимов 13.13., Сагбиев И.Р . Формирование панофашмх систем на поверхности металлов в высокочасто тной плазме пониженного давления // Материаловедение. -2007, № 9,- С. 52-56.

3. И.Ш. Абдуллин, В.С.Желтухнн, В.В.Кудинов, И.Р.Сагбиев. Влияние обрабатываемого материал на свойства высокочастотного емкостного разряда пониженного давления // Материаловедение,- 2007, №11-С.51-55.

4. Сагбиев И.Р., Абдуллин И.Ill, Желтухин B.C., Шарафесв Р.Ф. Регенерация активного нанос-лоя отработанного алюмохромового катализатора в ВЧ плазме пониженного давления // Перспективные материалы,- 2007, №5,- С.93-96.

5. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухнн, О.В.Панкратова, И.Р.Сагбиев. Некоторые аспекты численного моделирования взаимодействия плазмы со сплошными и капиллярно-пористыми материалами // Уч. зап. Казан, гос. ун-та. Сер. физ.-мат. науки. 2007,- Т. 149, кн. 4,- С. 36-44.

6. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Кудимов В В., Сагбиев И.Р., Шарафесв Р.Ф. Формирование панослосв на поверхности вольфрамо-кобальтового сплава низкоэнергетичпой ионной бомбардировкой//Перспективные материалы,-2008, №6,-С.88-91.

7. И.Ш.Абдуллин, B.C. Желгухин, В.В. Кудипов, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шасхов. Измерение характеристик иошюго потока на поверхность образца в ВЧ разряде пониженного давления И Физ. и хим. обработки материалов. -2008, № 6,- С.37-40.

8. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухнн, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шасхов. Характеристики ионного потока на поверхности образца в высокочастотной плазме // Вестн. КГТУ им. А.11.Туполева.-2008, №3 -С.73-74.

9. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбисв И.Р., Шарафесв Р.Ф. Модификация поверхности мс-таллокорда в высокочастотной плазме //Вестн. КГТУ им. A.M.Туполева.-2008,№3 -С.70-72.

10. Абдуллин И.III., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р., Шарафесв Р.Ф. Модифмцикация поверхностного слоя вольфрамо-кобальтового сплава в высокочастотной плазме пониженного давления // Вести. КГТУ им. А.Н.Туполева.- 2009, №1 - С. 72-74.

11. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухнн, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шаехов. Влияние материала образца на характеристики ионного потока, поступающего на его поверхность в ВЧ индукционном разряде пониженного давления // Вестн. КГТУ им. A.M.Туполева,- 2009,№1 - С. 70-72.

12. A.c. № 1521978 (СССР). Герметизированная система трубопроводного транспорта/ Сагбисв И.Р. и др. - Опубл. в Б.И., 1989, № 42.

13. Патент № 1669485 (РФ) (взамен а.с. № 1669485 (СССР)). Уртройетво для разделения газопсф-тяной смеси/ Сагбиев И.Р. и др. - Опубл. в Б.И., 1991, № 30.

14. Патент .4» 1761193 (РФ) (взамен а.с. № 1761193 (СССР)). Вертикальный газоотделитель/ Сагбисв И.Р. и др. - Опубл. в Б.И., 1992, № 34.

15. Патент № 2003921 (РФ). Устройство для транспортирования и разделения продукции сква-жин/Сагбиев И.Р.,Махмудов Р.Х.,Хамидуллин Ф.Ф.,Ахсапов Р.Р.-Опубл. в Б.И.,1993,№43-44.

16. Патент № 2004864 (РФ). Устройство для дегазации жидкости/ Ахсанов P.P., Сагбисв И.Р., Тухбатуллин Р.Г., Корчагин П.И.,. - Опубл. в Б.И., 1994, №11.

17. Заявка №2007143109/02(047207) от 12.11.2007г.. Решение о выдаче патента на изобретение от 23.03.2009г.. Способ обработки металлокорда/ Абдуллин И.Ш., Сагбиев И.Р

Материалы конференций, препринты, статьи.

18. Абдуллин И.III., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р. Математическая модель взаимодействия плазмы высокочастотного разряда пониженного давления с поверхностью твердых тел// Материалы VI Всерос. Сем. «Сеточ. Методы для краевых задач и приложения» / Казан. Гос. Ун-т, Ин-т мат. Моделир. РАН. - Казань, 2005. - С. 13-15.

19. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р., Юсупов О.Д. Взаимодействие высокочастотной плазмы пониженного давления с твердыми телами// Физика экстремальных состояний вещества - 2006. Сборник трудов,- Черноголовка: Институг проблем химической физики РАН, 2006. -С.253-256.

20. Абдуллин И.Ш., Сагбиев И.Р., Пальцев А.В. Регенерация активного нанослоя отработанного алюмохромового катализатора в ВЧ-плазме пониженного давления// Харьковская ианотехно-логическая Ассамблея - 2006. Сборник докладоп.Т.1 - Харьков: ННЦ «ХФТИ», ИПП «Контраст», 2006. - С.280-282.

21. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р., Юсупов О.Д. Формирование напослоев с помощью высокочастотной плазмы пониженного давления// Харьковская нанотсхнологическая Ассамблея - 2006. Сборник докладов.Т.1 - Харьков: ННЦ «ХФТИ», ИПП «Контраст», 2006. -С.283-285.

22. Желтухин B.C., Морозов С.В., Сагбиев И.Р., Сунгатуллин A.M.. Моделирование ионной бомбардировки в процессе ВЧ-плазменпой модификации нанослоев// Харьковская нанотехнологи-ческая Ассамблея - 2006. Сборник докладов.Т.1 - Харьков: ННЦ «ХФТИ», ИПП «Контраст»,

2006. -С.286-289.

23. Low Pressure Radio-Frequency Plasmas in the Nanolayers Formation Processes on the Surface of Construction Materials // Proc. of Int. Conf. «Micro- and Nanotltctronics -2007». Oct. 1S1 - 5"', 2007., Moscow-Zvenigorod, Russia. / I.Sh.Abdullin, V.S.ZheKukhm, I.R.Sagbiev, R.F.Sharafeev- P2-39.

24. Абдуллин И.Ш., Сагбиев И.Р., Наиотехнологии в промышленность. //Матер. Докл. Междунар. Науч.-техн. И метод, коиф. «Соврем, проблемы спец. техн. хим.» 21-22.12.2007 г.Казань.- С.З-7.

25. Сагбиев И.Р. ВЧ-плазменная модификация поверхностных нанослоев металлов. - Казань, 2007. - 64 с. (Препринт/Казан, гос. технол. ун-г; Г1Т-3.07)

26. Сагбиев И.Р. ВЧ-плазмснпая модификация поверхности диэлектрических материалов и топко-пленочных покрытий. - Казань, 2007. - 28 с. (Препринт / Казан, гос. техпол. ун-т; ПТ-4.07)

27. Сагбиев И.Р. Исследование характеристик ВЧ плазмы пониженного давления в процессах обработки конструкционных материалов. - Казань, 2007. - 44 с. (Препринт / Казан, гос. технол. ун-т; ПТ-5.07)

28. Желтухин B.C., С.В.Морозов, Сагбиев И.Р. Теоретические исследования взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью материалов в процессах модификации нанослоев. - Казань, 2007. - 24 с. (Препринт / Казан, гос. технол. ун-т; ПТ-6.07)

29. Сагбиев И.Р. Исследование распределения концентрации электронов в плазме высокочастотного индукционного разряда пониженного давления при обработке материалов в смеси газов // Вестник Казан. Гос. Технол. Ун-та,- 2007, № 3-4. - С. 293-298,

30. Сагбиев И.Р. Формирование нанофазных систем на поверхности металлов в высокочастотной плазме пониженного давления// Вестник Казан. Гос. Технол. Ун-та,- 2007, № 3-4. - С. 289-293.

31. Сагбиев И.Р. Характеристики высокочастотного емкостного разряда пониженного давления в процессах обработки материалов// Вестник Казан. Гос. Технол. Ун-та,- 2007, № 3-4. - С. 283289.

32. Сагбиев И.Р. Исследование характеристик высокочастотного индукционного разряда пониженного давления при обработке материалов в смеси газов// Вестник Казан. Гос. Технол. Унта,-2007, № 3-4. - С. 299-303.

33. Сагбисв И.Р. Модифицирование поверхностных нанослоев металлов и сплавов в неравновесной низкотемпературной плазме// Вестник Казан. Гос. Технол. Ун-та,- 2007, № 5. - С. И 7-122.

34. Сагбисв И.Р. Использование ВЧ плазмы пониженного давления для регенерации активного нанослоя отработанного алюмохромового катализатора// Вестник Казан. Гос. Технол. Ун-та.-

2007,№6. -С.48-51.

35. Желтухин B.C., Морозов C.B., Сагбисв И.Р. Математическое моделирование взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью твердых тел // Материалы VII Всерос. Сем. «Сеточ. Методы'для краевых задач и приложения» / Казан. Гос. Ун-т, Ин-т мат. Моделир. РАН.-Казань, 2007.-С. 106-108.

36. Сагбиев И.Р., Абдуллпн И.Ш., Желтухии B.C., Шарафесп Р.Ф. Высокочастотная плазма пониженного давления в процессах формирования нанослоев на поверхности конструкционных материалов // В сб. IV Всероссийской научно-практической конференции «Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности и машиностроении и приборостроении». - Пенза, 2007. - С.75-78.

37. Сагбиев И.Р., Абдуллин И.Ш., Жслтухин B.C., Шарафеев Р.Ф. Газонасыщение твердых сплавов в высокочастотном емкостном разряде пониженного давления // В сб. IV Всероссийской научно-практической конференции «Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении и приборостроении». - Пенза, 2007. - С.78-80.

38. Сагбисв И.Р., Абдуллин И.Ш., Шарафеев Р.Ф. Регенерация активного нанослоя отработанного алюмохромового катализатора в ВЧ плазме пониженного давления // В сб. IV Всероссийской научно-практической конференции «Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении и приборостроении». - Пенза, 2007. - С.80-83.

39. Сагбиев И.Р., Абдуллин И.Ш, Жслтухин B.C., Шарафеев Р.Ф. Формирование нанослоев на поверхности конструкционных материалов низкоэнергетичной ионной бомбардировкой II В сб. IV Всероссийской научно-практической конференции «Защитные и специальные покрытия, обработка поверхности в машиностроении и приборостроении». - Пенза, 2007. - С.83-85:

40. Абдуллин И.Ш., Желтухии B.C., Сагбиев И.Р., Шасхов М.Ф. Измерение энергии ионов и ионного тока на поверхность образца в ВЧ разряде пониженного давления // Материалы VI Рос. сем. «Соврем, средства диагностики плазмы и их применение для контроля веществ и окруж. среды» / М.:МИФИ, 22-24.10.2008 г. - С. 80-83.

41. Желтухии B.C., С.В.Морозов, Сагбиев И.Р. Исследование взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью материалов в процессах модификации нанослоев // Сб. тр. V Междунар. Симп. по теорет. и прикл. Плазмохим. 3-8 сснт. 2008 г. Иваново, Россия,- Т.2. - С. 434-437.

42. В:А.Аляев, И.Р.Сагбиев, В.Г.Дьяконов и др. Тсплофизическис свойства теплоносителей и рабочих тел энерготехнологических процессов и установок. Казань: Казан. Гос. 'Гехпол. Ун-т. -2000.-64 с.

43. Сагбисв И.Р., Хайруллин И,Х, Анализ эффективности использования энсргоресурсов на промышленных предприятих (энергоаудит). Казань: Казан. Гос. Тсхмол. Ун-т. - 2000. - 98 с.

44. Савиных Б.В., Сагбиев И.Р., М.А.Синицын. «Влияние электрических полей на теплообмен при кипении» // Изв. ВУЗов. Проблемы'энергетики. - Казань, Казан. Эпергет. Ин-т, № 3-4, 2001. -С.125-129.

45. Savinykh B.V., Mukhamadiev A.A., Gumcrov P.M., Le Niendre В., Sagbicv I.R. Heat Transfer of Diclcclric Liquids in Electric Fields. // Pap. 12"' Intern. Heat Transfer Conf. Grenoble, France, Aug. 2002: Vol. 2.-P.567-573.

46. Savinykh B.V., Mukhamadiev A.A., Sagbiev I.R, Influence of Elcctric Fields on Dielectric Liquids Propcrtis.//Pap. 16'" Europ. Conf. on Thcrmophysical Properties. London,UK,Sept.2002.-P.231-250.

Апробация работ (тезисы конференций).

47. Абдуллин И.111., Жслтухин B.C., Сагбисв И,Р., Юсупов О.Д. Взаимодействие высокочастотной плазмы пониженного давления с твердыми телами//. Тезисы XXI международной конференции «Уравнения состояния вещества»,- Эльбрус: 2006. - С.159.

48. Formation of the Surface Nanolayers on Metals and Hard Alloys Using Low Pressure RF Plasmas // Proc. of Int. Symposium of the European Materials Research Society H-MRS IUMRS ICEM 2006 Spring Meeting «Current Trends in Nanoscience - from Materials to Applications». May 29 - June 2,2006., Nice, France. / I.Sh.Abdullin, V.S.Zheltiikhin, l.R.Sagbicv, O.D. Yusupov.- P. A A2 69.

49. Абдуллин И.Ш., Жслгухин B.C., Сагбисв И.Р. Применение ВЧ плазмы пониженного давления для регенерации активного нанослоя отработанного алюмохромового катализатора // XXXIV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС. Сборник докладов. -Звенигород, 2007. - С. 283.

50. Жслтухин B.C., Морозов C.B., Сагбиев И.Р., Супгатуллин A.M.. Математическая модель вза-модействия ВЧ плазмы пониженного давления с шероховатой поверхностью // XXXIV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС. Сборник докладов. -Звенигород, 2007.-С.284.

51. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбиеб И.Р., Юсупов О Д. Высокочастотная плазма пониженного давления в процессах формирования папослоев на поверхности конструкционных материалов // XXXIV Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС. Сборник докладов. - Звенигород, 2007. - С.255.

52. Абдуллин И.Ш., Жслтухин B.C., Сагбиев И.Р. Применение высокочастотной плазмы пониженного давления для формирования нанослоев на поверхности конструкционных материалов // Материалы Всероссийской (с международным участием) конференции «Физика низкотемпературной плазмы - 2007». - Петрозаводск, 2007. - Стендовый доклад.

53. Шарафеев Р.Ф., Сагбиев И.Р., Абдуллин И.Ш. Регенерация активного напослоя отработанного алюмохромового катализатора в ВЧ плазме пониженного давления.// Материалы V Всероссийская научно-техническая студенческая конференция «Интенсификация тепло- и массообмен-ных процессов в химической технологии». - Казань: Инновационно-издательский дом «Бутле-ровское наследие», 2007. - С.202-205.

54. Желтухин В.С.,Сунгатуллнн A.M., Морозов C.B., Сагбиев И.Р. Математическое моделирование взаимодействия'высокочастотной плазмы пониженного давления с капиллярно-пористыми материалами // Тез. докл. XXXV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС. - Звенигород, 2008. - С.224.

55. Желтухин B.C., Морозов C.B., Сунгатуллин A.M., Сагбиев И.Р. Взаимодействие ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью материалов.в'процессах модификации нанослоев//Тез. докл. XXXV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС. - Звенигород, 2008. - С.225.

56. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р. Высокочастотный разряд пониженного давления в процессах модификации нанослоев конструкционных материалов // Тез. докл. XXXV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС. - Звенигород, 2008. - С.278.

57. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р., Шарафеев РФ. Влияние обработки высокочастотной плазмой пониженного давления на прочность связи металлокорда с резиной II Тез. докл. XXXV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС. - Звенигород, 2008. - С.279.

58. Желтухин B.C., Ольков Е.В., Сагбиев И.Р. Математическая модель высокочастотных плазмотронов пониженного давления // Тез. докл. XXXV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС. - Звенигород, 2008. - С.302.

59. Surface Layers Modification of Tungsten-Cobalt Alloy by Low Pressure RF Plasmas // Proc. of 61SI Annual Gaseous Electronics Conference. Oct. 13 - 17, 2008., Dallas, Texas, USA. / I.SIi.Abdullin, V.S.Zheltukhin, I.R.Sagbiev, R.F.Sharafeev.- Abstract: FTP1.00021.

60. Simulation of Interaction Between RF Plasmas and Roughly Surface // Proc. of 61s' Annual Gaseous Electronics Conference. Oct. 13 - 17, 2008., Dallas, Texas, USA. / I.R.Sagbiev, O.V.Pankratova, V.S.Zheltukhin.- Abstract: MWP1.00032.

61. Абдуллин И.III., Желтухин B.C., Сагбиев И.P., Шарафеев Р.ф. О физическом механизме формирования наподиффузных покрытий в высокочастотной плазме пониженного давления // Тез. докл. XXXVI Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС. - Звенигород, 2009. - С.305.

62. Курбангалеев М.С., Сагбиев И.Р. Использование компьютерных контролирующе-обучагощих лабораторных работ имитационного типа (КОЛОРИТ) // Тез. докл. регион. (Поволжье, Урал) науч.-метод. конф. «Актуальные проблемы непрерывного образования в современных условиях» 2-4 февраля 1999 г. - С. 107.

63. Савиных Б.В., Сагбиев И.Р., Дьяконов В.Г., Вафин И.З., Синицыи М.А., Д.Г.Амирханов «Теплообмен в электрнч еских полях» // Тез. докл. Всерос. науч. конф. «Тепло- и массообмсн в химической технологии», Казань: КГТУ, 2000. - С.65-66.

64. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухип, И.Р.Сагбиев, Р.Ф.Шарафеев. Формирование наподиффузных покрытий в ВЧ плазме пониженного давления / Казан, гос. технол. ун-т// Научная сессия (3-9 февраля 2009 г.). Аннотации сообщений-Казань, 2009. - С. 102. '''•''■. , :

Заказ Тираж 100экз.

Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического университета

420015, Казань, К.Маркса,68

Основные условные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Струйные ВЧ разряды — ключевой элемент финишной обработки поверхности.

1.1. ВЧ струйные разряды пониженного давления и их свойства.

1.2. Нанослои на поверхности материалов и методы их модификации

1.3. Традиционные и электрофизические методы модификации поверхности.

1.4. Цели и задачи диссертации.

Глава 2. Характеристики струйных ВЧ разрядов пониженного давления в процессах обработки конструкционных материалов.

2.1. Методика и аппаратура для экспериментальных исследований характеристик струйных ВЧ разрядов пониженного давления.

2.2. Характеристики потоков ВЧ плазмы пониженного давления в области генерации разряда.

2.3. Характеристики струйных ВЧ разрядов пониженного давления.

2.4. Характеристики потока ВЧ плазмы пониженного давления в области взаимодействия с поверхностью конструкционных материалов.

2.5. Обобщение результатов экспериментальных исследований струйных ВЧ разрядов пониженного давления и выводы.

Глава 3. Математическая модель взаимодействия плазмы струйного ВЧ разряда с конструкционными материалами.

3.1. Методика математического моделирования.

3.2. Физическая модель взаимодействия потока ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью твердых тел.

3.3. Развитие математических моделей потока ВЧ плазмы пониженного давления.

3.4. Математическая модель взаимодействия потока ВЧ плазмы пониженного давления с конструкционными материалами.

3.5. Численное исследование взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с конструкционными материалами.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. Нанополировка поверхностей конструкционных материалов потоком ВЧ плазмы пониженного давления.

4.1. Материалы и методики исследования состава и структуры поверхностных слоев конструкционных материалов.

4.2. Проникновение плазмообразующего газа в поверхность обрабатываемого материала.

4.3. ВЧ плазменная нанополировка и финишная очистка поверхности конструкционных материалов.

4.4. Структура поверхностных слоев конструкционных материалов после полировки потоком ВЧ плазмы пониженного давления инертного газа

4.5. Физико-механические и эксплуатационные свойства поверхностей металлов, модифицированных потоком ВЧ плазмы пониженного давления инертного газа.

Выводы по четвертой главе.

Глава 5. Формирование нанодиффузных покрытий в поверхностных слоях конструкционных материалов с помощью струйного ВЧ разряда пониженного давления в атмосфере химически активных газов.

5.1. Результаты экспериментальных исследований влияния воздействия потока ВЧ плазмы пониженного давления на поверхностные слои вольфрамово-кобальтового сплава ВК-бОМ.

5.2. Изменение состава поверхностных слоев.

5.3. Изменение физико-механических и физико-химических свойств поверхности.

5.4. Обработка потоком ВЧ плазмы пониженного давления армирующего корда автомобильной шины.

5.5. Влияние обработки потоком ВЧ плазмы пониженного давления катализаторов на высокопористых носителях.

5.6. Плазмохимическая переработка битуминозной породы.

Выводы по пятой главе.

Глава 6. Технологические процессы модификации поверхности изделий потоком ВЧ плазмы пониженного давления.

6.1. Типовые представители изделий, подвергаемых ВЧ плазменной обработке.

6.2. Технологические процессы модификации поверхности металлических изделий.

6.3. Технологический способ обработки металлокордов шинной промышленности потоком ВЧ плазмы пониженного давления.

6.4. Комплексная технология территориального и технологического совмещения добычи и переработки высоковязких нефтей с попутным плазмохимическим извлечением металлов.

6.5. Методы математического планирования эксперимента.

Выводы по шестой главе.

Выводы.!.

В последнее время во всем мире много внимания уделяется созданию и исследованию свойств таких наноматериалов, как консолидированные нано-материалы, нанополупроводники, нанополимеры, нанобиоматериалы, фулле-рены и тубулярные наноструктуры, катализаторы, нанопористые материалы и супрамолекулярные структуры. В создании таких материалов широко используется низкотемпературная плазма различных видов газового разряда.

Плазма струйного высокочастотного (ВЧ) разряда пониженного давления (13,3 - 133 Па) обладает уникальными возможностями модификации поверхности различных материалов. Она позволяет эффективно обрабатывать порошковые материалы, малогабаритные изделия, внутренние и наружные поверхности изделий сложной конфигурации, органические и неорганические материалы с различными внутренним составом и структурой. Однако, воздействие плазмы струйного ВЧ разряда на нанослои - слои материала толщиной 10-100 нм, непосредственно образующие поверхность материала,-в настоящее время изучено недостаточно, не установлено влияние параметров плазменного потока на свойства поверхностных слоев материала, не исследованы структурно-фазовые изменения в поверхностных слоях. Все это сдерживает разработку технологических процессов и плазменных установок для модификации нанослоев и внедрение этих процессов и технологий в производство.

Диссертационная работа направлена на решение актуальной проблемы комплексного исследования плазмы струйного ВЧ разряда пониженного давления в процессах модификации нанослоев на поверхности конструкционных материалов.

В диссертации изложены результаты работы автора по исследованию характеристик плазмы струйного ВЧ разряда пониженного давления и процессов взаимодействия его с поверхностью конструкционных материалов в период 2000 - 2009 г.г.

Работа выполнялась в Казанском государственном технологическом университете в рамках программы Министерства образования РФ №417 "Взаимодействие атомных частиц с поверхностью — новые методы и технологии" по теме "Взаимодействие низкотемпературной плазмы с поверхностью твердых тел" 1992 - 2000 гг., Федеральной программы "Экологическая безопасность России" (шифр 8.1.38), при поддержке грантов АН РТ № 06-6.4-113 и № 06-6.4-299 по теме «Высокочастотная плазменная струйная обработка твердых тел компактной и капиллярно-пористой структур» 2002 - 2005 г., научно-исследовательской работы по Федеральной целевой программе «Исследования и разработка приоритетных направлений развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 г.г.» по теме «Развитие центра коллективного пользования научным оборудованием в области получения и исследования наночастиц оксидов металлов, металлов и полимеров с заданными химическим составом и формой».

В первой главе дан обзор известных экспериментальных и теоретических результатов, методов исследований и применений ВЧ разрядов пониженного давления. Проведен анализ наиболее распространенных методов модификации поверхности материалов и рассмотрены их возможности в формировании различных свойств изделий. Установлено, что наиболее перспективным методом модификации поверхностных слоев является воздействие потока плазмы струйного ВЧ разряда пониженного давления, позволяющего создавать поток ионов, обладающих энергией 10-100 эВ при плотности ионного тока 0,1-5 А/м .

На основе анализа литературных данных сформулированы цель и основные задачи работы.

Во второй главе приведены результаты экспериментальных исследований струйных ВЧ разрядов пониженного давления и слоя положительного заряда (СПЗ) в процессах модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

Исследования проводились на ВЧ плазменных установках, состоящих из ВЧ генератора, ВЧ индукционного или ВЧ емкостного плазмотрона, вакуумной системы, системы подачи плазмообразующего газа и комплекса диагностической аппаратуры. Потребляемая мощность генераторов варьировалась в диапазоне от 1,5 до 20 кВт. В качестве плазмообразующего газа в экспериментах использовался аргон высшего сорта и смеси аргона с воздухом, азотом, углекислым газом, пропан-бутановой фракцией.

Измерения параметров струйных ВЧ разрядов при модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов проводились с помощью разработанного исследовательского диагностического комплекса.

Характеристики плазмы струйных ВЧ разрядов пониженного давления исследовались в присутствии образцов из нержавеющих сталей типа XI3 и Х18Н9Т, меди М00, вольфрамо-кобальтового твердого сплава, алюминиевого сплава Д16Т, силумина, титановых сплавов, стали 3 с латунным и бронзовым покрытием, сыпучих материалов (катализатор на пористом носителе А1203).

В присутствии образцов материалов изучены энергетические, газодинамические и электрические параметры струйных ВЧ разрядов пониженного давления: скорость потока плазмы, мощность разряда, концентрация электронов, плотность ВЧ тока, напряженность магнитного поля, и положительный потенциал плазменного столба, плотность ионного тока и энергия ионов, бомбардирующих поверхность материалов.

В результате проведенных исследований установлен оптимальный диапазон изменения входных параметров ВЧ плазменной установки, в котором достигается максимальное значение отношения мощности разряда к потребляемой мощности. В этом диапазоне определены пределы изменения параметров плазмы струйных ВЧ разрядов пониженного давления.

Установлено, что плотность ионного тока на поверхность материала недостаточна для того, чтобы ВЧ распыление было преобладающим процессом при взаимодействии ВЧ плазмы пониженного давления (ВЧППД) с исследованными материалами. Таким образом, модификация поверхности материалов должна проходить с пониженным, по сравнению с аналогичными процессами, эффектом распыления поверхностных слоев.

С другой стороны, плотность ионного потока слишком мала, чтобы получить те результаты модификации, которые достигаются в ВЧППД. В связи с этим проведены теоретические исследования СПЗ, возникающего при модификации конструкционных материалов в плазме струйных ВЧ разрядов пониженного давления.

В третьей главе представлена математическая модель взаимодействия потока ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью образца в предположении, что рабочий газ является инертным и плазма состоит из частиц трех сортов: нейтральные атомы, электроны и положительные однозарядные ионы.

Анализ характеристик потока плазмы показал, что струя ВЧ плазмы пониженного давления представляет собой течение трех взаимопроникающих газов: газа нейтральных атомов и электронного и ионного газов. При этом характер течения нейтральной компоненты потока является промежуточным между свободно-молекулярным потоком и течением в о режиме сплошной среды (число Кнудсена 2-10" <Кп< 0,3), а течение электронного и ионного газов происходит в режиме сплошной среды.

Построена общая система уравнений, описывающая характеристики ВЧ плазменной струи пониженного давления с учетом отмеченных особенностей потока. В связи с различием пространственных, временных и энергетических масштабов элементарных процессов, происходящих в объеме плазмы и на границе с твердым телом, более, чем на порядок, задача расщепляется на две подзадачи: для потока квазинейтральной плазмы и для зоны взаимодействия, в которой нарушается ионизационное равновесие.

Для описания установившегося квазинейтрального потока ВЧ плазмы используется система, включающая в себя уравнения Максвелла, уравнения диффузии электронов и уравнение теплопроводности электронного газа с соответствующими граничными условиями.

На основе анализа процессов, происходящих в зоне контакта потока ВЧППД с твердым телом, построена система краевых, начальных и начально-краевых задач СПЗ, возникающего возле обрабатываемого тела. В представленной модели СПЗ учитывается динамика поверхностного заряда тела, процессы автоэлектронной и вторичной электронной эмиссии, влияние шероховатости поверхности на распределение электрического поля в окрестности образца. Совместное решение этих задач позволяет найти основные характеристики потока ионов на поверхность образца.

Непосредственно у поверхности образца всегда существует двойной электрический слой, толщина которого равна дебаевской длине 1D. В области двойного слоя рассматривается движение отдельных ионов в бесстолкнови-тельном приближении.

Электрическое поле в двойном слое сильно неоднородно вследствие концентрации электрического заряда на вершинах неровностей рельефа поверхности, размеры которых сопоставимы с толщиной двойного слоя. Поэтому оно рассчитывалось как суперпозиция электростатических полей, созданных зарядами отдельных вершин и ВЧ полем плазмы.

В результате численных расчетов установлено, что положительные ионы приобретают в СПЗ дополнительную энергию от 40 до 80 эВ.

Роль СПЗ в процессе взаимодействия потока ВЧППД заключается в ускорении ионов плазмы, а роль двойного слоя - в фокусировке ионного потока на неоднородностях в распределении поверхностного заряда тела, которые могут быть вызваны наличием определенного микрорельефа поверхности, загрязнений.

В двойном электрическом слое ионный поток фокусируется неоднородным электрическим полем. Свойство фокусировки ионного потока проявляется в узком диапазоне энергии ионов (до 80 эВ). При этом может реализоваться избирательная обработка поверхности.

На основании результатов расчетов дано теоретическое обоснование возможности модификации нанослоев с помощью потока ВЧППД.

Четвертая глава содержит результаты экспериментальных исследований ВЧ плазменной нанополировки поверхности конструкционных материалов в атмосфере инертного газа при пониженных давлениях.

В главе описаны комплекс методик исследования свойств модифицированных поверхностей и проведения экспериментальных исследований взаимодействия неравновесной низкотемпературной плазмы с поверхностями конструкционных материалов, применяемые материалы и оборудование, представлены результаты исследования состава, структуры конструкционных материалов до и после обработки неравновесной низкотемпературной плазмой.

Установлен оптимальный диапазон характеристик ионного потока, в котором происходит модификация поверхностных нанослоев конструкционных материалов и определены характеристики установки, в которых создаются соответствующие режимы плазменного воздействия.

Обнаружено, что при обработке материалов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в этом диапазоне параметров атомы инертного плаз-мообразующего газа проникают в поверхностный слой на глубину до 100 нм, образуя захороненные слои. При этом общая толщина модифицированного слоя достигает 200 мкм.

Воздействие низкоэнергетическими ионами на поверхность металлов приводит к различным эффектам: удаляются поверхностные загрязнения, включая оксидные пленки и технологические смазки; снижается шероховатость поверхности материалов; залечиваются микротрещины поверхности материала; перераспределяются дефекты в слое, вследствие чего улучшается внутренняя структура материала, снижается риск возникновения центров разрушения при знакопеременных нагрузках.

Установлены основные закономерности изменения свойств модифицированных поверхностей в зависимости от плотности ионного тока на поверхность образца и энергии ионов. Для каждой разновидности ВЧ плазменной модификации имеется достаточно узкий диапазон значений энергии ионов и плотности ионного тока, в котором наблюдаются изменения параметров поверхностного слоя образца.

Определено, что модификация поверхности металлических изделий в режиме нанополировки уменьшает параметр шероховатость поверхности в 48 раз и позволяет достигнуть R:=25-50 нм. Усталостная прочность повышается на 25 - 35%, при этом в поверхностном слое на глубине до 200 мкм наводятся и перераспределяются сжимающие напряжения, их эпюры более плавные, чем при упрочнении традиционными методами. Глубина модифицированного слоя составляет 20 - 30 мкм.

Обработка неравновесной ВЧ плазмой является высокоэффективным методом финишной очистки с удалением трещиноватого и рельефного слоев и полировки конструкционных материалов.

В пятой главе приведены результаты исследования процесса формирования нанодиффузных покрытий на поверхности конструкционных материалов с помощью потока ВЧППД в атмосфере химически активных газов.

В результате экспериментальных исследований поверхностных слоев вольфрамо-кобальтового сплава, обработанного струйным ВЧ разрядом пониженного давления в смеси аргона и пропан-бутана обнаружен модифицированный поверхностный слой толщиной, в зависимости от продолжительности обработки, от 70 до 420 нм. В структуре поверхностного слоя выделяются два подслоя: наружный толщиной —10 нм, содержащий углерод в виде графита, и переходный толщиной от 10 нм до 70-420 нм, в котором присутствуют углерод в составе карбида вольфрама, углерод в алмазоподобном состоянии и углерод в связях С-Н и С-О-Н. Установлено, что толщина модифицированного слоя увеличивается при увеличении продолжительности обработки в ВЧ плазме пониженного давления.

Результаты экспериментальных исследований показали, что при добавлении в плазмообразующий газ реагирующих газов (N2, О2, СО2, СН4, C3H8+C4H1Q) состав образцов из металлов и сплавов изменяется в большей степени, чем при обработке в среде чистого аргона. При этом в поверхностном слое образуются нитриды, оксиды или карбиды элементов, входящих в состав сплава.

Модифицированные слои, получаемые в ВЧППД в среде реагирующих газов, имеют более тонкую дифференцировку фаз, различия в чередовании фаз, различную морфологию нитридных фаз, большую разветвленность диффузионного фронта. Выявленные структурные особенности показывают, что ВЧ плазменную обработку при пониженном давлении можно использовать для целенаправленного изменения структуры и состава сплавов, прецизионного микро- и макро-упрочнения изделий. В поверхностном слое образуются нанодиффузные покрытия.

На основании анализа результатов экспериментальных исследований предложен механизм модификации поверхностных слоев конструкционных материалов в потоке ВЧППД.

В шестой главе на основе результатов исследования взаимодействия неравновесной низкотемпературной плазмы с конструкционными материалами выбраны изделия и детали машиностроения, поверхности которых целесообразно модифицировать.

Результаты, полученные при плазменной модификации поверхности с целью уменьшения ее шероховатости, показывают, что с помощью обработки неравновесной низкотемпературной плазмой можно осуществлять очистку и финишную подготовку поверхности перед нанесением покрытий.

Разработаны процессы модификации нано- и микрослоев, позволяющие в едином технологическом цикле проводить очистку (без нагрева) с одновременным удалением дефектных слоев и активацией поверхности, плазменную полировку с уменьшением шероховатости на 2 класса, повышение усталостной прочности на 30% с перераспределением остаточных напряжений на глубине до 200 мкм и достижением значений сжимающих напряжений 600.700 МПа, упрочнение с увеличением срока службы изделий в 1,5

1,8 раза при использовании инертного газа и в 2-3 раза - при использовании химически активных газов, увеличивать коррозионную стойкость в 2 раза.

Разработаны технологические процессы модификации нанослоев с целью формирования нанодиффузных покрытий, упрочнения, нанополировки и финишной очистки поверхности различных изделий из нержавеющих сталей, титановых, алюминиевых сплавов, вольфрамо-кобальтового сплава.

Разработана технология регенерации алюмохромового катализатора, используемого в производстве изопрена.

Предложена технология переработки битуминозных пород в струе ВЧ разряда пониженного давления и предложена комплексная технология территориального и технологического совмещения добычи и переработки высоковязких нефтей с попутным извлечением редких металлов с помощью ВЧ плазменной обработки.

В приложении содержатся акты внедрения результатов диссертационной работы. Созданный комплекс оборудования и технологических процессов позволил повысить качество, надежность и долговечность изделий медицинской промышленности. Экономический эффект от внедрения составил 30 млн.руб.

Таким образом, в диссертационной работе изложены научно обоснованные технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие экономики страны. Определены параметры струйного ВЧ разряда пониженного давления, обеспечивающие модификацию нанослоев конструкционных материалов, что позволяет осуществлять процессы нанополировки и формирования нанодиффузных покрытий для улучшения эксплуатационных, потребительских и технологических свойств изделий.

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований струйных ВЧ разрядов пониженного давления, устанавливающие оптимальный диапазон изменения входных параметров ВЧ плазменной установки (давление газа/>=13,3-133 Па, расход газа G=0-0,12 г/с, потребляемая мощность Рпотр=2,2-\5 кВт), позволяющий реализовать диапазон энергий ионов на поверхность от 10 до 100 эВ при плотности ионного тока от 0,3 до 5 А/м необходимый для модификации материалов без преобладания распыления поверхностных слоев, при которых достигается максимальное значение отношения мощности разряда Рразр к потребляемой мощности РРазр1РПотР ~ 0,6-0,7; при этом параметры плазмы струйных ВЧ разрядов пониженного давления изменяются в следующих диапазонах: концентрация электронов ис=1016-1019 1/м3, плотность тока в плазме У=3 • 104—1,8-106 А/м2, напряженность магнитного поля в ВЧ индукционном (ВЧИ) разряде Нг= (2-6)-10 В/м, скорость потока 50-500 м/с, толщина СПЗ от 0,1 до 3 мм.

2. Результаты комплексных экспериментальных исследований струй ВЧ разрядов пониженного давления в процессах модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов, устанавливающие, что при введении в плазменную струю образцов конструкционных материалов концентрация электронов непосредственно в окрестности образца возрастает в 22,5 раза, напряженность магнитного поля в струе ВЧИ разряда уменьшается в 1,4-2 раза, плотность электрического тока увеличивается в 1,1-2,5 раза. Характеристики самих струйных разрядов при этом практически не изменяются.

3. Результаты численных расчетов по построенной математической модели, теоретически обосновывающие, что в диапазоне энергий ионов Wi = 4080 эВ возникает эффект фокусировки ионного потока на неоднородностях микро- и нанорельефа поверхности, что позволяет использовать низкоэнерге-тичные ионные потоки для модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

4. Результаты комплексных экспериментальных исследований СПЗ, возникающего у поверхности образца в струе плазмы ВЧ разряда пониженного давления, устанавливающие диапазон характеристик ионного потока (энергия ионов W,= 40-80 эВ и плотность ионного тока /,=0,3-5 А/м ), в котором происходит модификация поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

5. Результаты экспериментальных исследований, устанавливающие, что при обработке материалов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в диапазоне параметров (давление газа /7=13,3—133 Па, расход (7=0,04-0,08 г/с, мощность разряда Рразр = 0,5—5 кВт) атомы инертного плазмообразующе-го газа проникают в поверхностный слой на глубину до 100 нм, образуя захороненные слои. При этом общая толщина модифицированного слоя достигает 200 мкм.

6. Результаты экспериментальных исследований, устанавливающие, что при обработке сплавов металлов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в атмосфере химически активного газа образуется модифицированный поверхностный слой толщиной от 70 до 420 нм в зависимости от времени обработки. В структуре поверхностного слоя можно выделить два подслоя: наружный толщиной —10 нм, содержащий углерод в виде графита, и переходный толщиной от 10 нм до 70-420 нм, в котором присутствуют углерод карбида вольфрама, углерод в алмазоподобном состоянии и углерод в связях С-Н и С-О-Н. В результате диффузии дефектов структуры и атомов из нанослоев происходит газонасыщение глубинных слоев толщиной свыше 300 мкм, в поверхностном слое образуются, в зависимости от используемого плазмообразующего газа нитриды, оксиды или карбиды элементов, входящих в состав материала образца. При этом скорость диффузии атомов газа в процессе ВЧ плазменного газонасыщения в 2.5 раз превышает скорость диффузии при газонасыщении в разрядах постоянного тока.

7. Физическая модель модификации нанослоев материалов в плазме струйного ВЧ разряда пониженного давления, устанавливающая, что ионы плазмообразующего газа, обладающие энергией в диапазоне 40-80 эВ, проникают в поверхностный слой материала толщиной до 20 нм, создают в нем дефекты и образуют химические соединения с атомами материала. Воздействие ВЧ поля и импульсно-периодического потока электронов приводят к возникновению в поверхностном слое материала ВЧ токов, которые способствуют ускоренной диффузии дефектов и атомов плазмообразующего газа и их соединений на глубину скин-слоя. В результате этого изменяется структура поверхностного слоя, происходит перераспределение в нем химических элементов, входящих в состав сплава.

8. Процессы модификации нано- и микрослоев, позволяющие в едином технологическом цикле проводить очистку (без нагрева) с одновременным удалением дефектных слоев и активацией поверхности, плазменную полировку с уменьшением шероховатости на 2 класса, повышение усталостной прочности на 30% с перераспределением остаточных напряжений на глубине до 200 мкм и достижением значений сжимающих напряжений 600.700 МПа, увеличивать коррозионную стойкость в 2 раза, упрочнение с увеличением срока службы изделий в 1,5 — 1,8 раза при использовании инертного газа и в 2-3 раза - при использовании химически активных газов.

287 Выводы

1. В результате проведенных экспериментальных исследований установлен оптимальный диапазон изменения входных параметров струйной ВЧ плазменной установки (давление газа /7=13,3-133 Па, расход газа G=0-0,12 г/с, потребляемая мощность Рпотр=2,2-\5 кВт), позволяющий реализовать режим слабоинтенсивной низкоэнергетичной ионной бомбардировки, характеризуемый энергиями ионов, поступающих на поверхность от 10 до 100 эВ при плотности ионного тока от 0,3 до 5 А/м2, в котором происходит модификация материалов без преобладания распыления поверхностных слоев, и в котором достигается максимальное значение отношения мощности разряда Ррсир к потребляемой мощности Ppa3{JPnomp = 0,6-0,7. При этом параметры плазмы струйного ВЧИ разряда пониженного давления изменяются в следующих диапазонах: концентрация электронов

J Г 1Q О n Л пе= 10 -10 1/м , плотность тока в струе плазмы у—(1-8)-10 А/м , напряженность магнитного поля Hz~ 20—200 А/м, скорость потока 100500 м/с, толщина СПЗ от 0,1 до 0,3 мм. Для ВЧЕ струйного разряда пониженного давления характерны: концентрация электронов пе= 101518 3 2 2

10 1/м , плотность тока в струе плазмы у=(1—8)-10 А/м , напряженность магнитного поля Hz= 5-180 А/м, скорость потока 50-350 м/с, толщина СПЗ от 3 до 7 мм.

2. В результате комплексных экспериментальных исследований струй ВЧ разрядов пониженного давления установлено, что в процессах модификации поверхностных нанослоев конструкционных материалов концентрация электронов непосредственно в окрестности образца возрастает в 2-2,5 раза, плотность электрического тока увеличивается в 1,1-2,5 раза. При этом характеристики самих струйных разрядов практически не изменяются.

3. В результате численных расчетов по построенной математической модели теоретически обосновано, что в диапазоне энергий ионов Wt = 40гу

80 эВ и плотности ионного тока j ,=0,3-0,9 А/м возникает эффект фокусировки ионного потока на неоднородностях микро- и нанорельефа поверхности. Комплексные экспериментальные исследования показали, что в этом диапазоне характеристик ионного потока происходит модификация поверхностных нанослоев конструкционных материалов.

4. В результате экспериментальных исследований, установлено, что при обработке конструкционных материалов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в диапазоне параметров (давление газа р= 13,3 — 133 Па, расход газа (7=0,04 — 0,08 г/с, мощность разряда Рразр= 0,5 - 5 кВт) атомы инертного плазмообразующего газа проникают в поверхностный слой на глубину до 100 нм, образуя захороненные слои. При этом общая толщина модифицированного слоя достигает 200 мкм.

5. В результате экспериментальных исследований, установлено, что при обработке сплавов металлов струйным ВЧ разрядом пониженного давления в атмосфере химически активного газа образуется модифицированный поверхностный слой толщиной от 10 нм до 70-420 нм в зависимости от времени обработки. В структуре поверхностного слоя можно выделить два подслоя: наружный толщиной -10 нм, содержащий углерод в виде графита, и переходный слой, толщиной, в зависимости от режима обработки, от 10 до 70-420 нм, в котором присутствуют углерод в составе карбида вольфрама, углерод в алмазоподобном состоянии, и углерод в связях С-Н и С-О-Н. В результате диффузии дефектов структуры и атомов из нанослоев происходит газонасыщение глубинных слоев толщиной свыше 300 мкм, в поверхностном слое образуются, в зависимости от используемого плазмообразующего газа, нитриды, оксиды или карбиды элементов, входящих в состав материала образца. При этом скорость диффузии атомов газа в процессе ВЧ плазменного газонасыщения в 2.5 раз выше скорости диффузии при газонасыщении в разрядах постоянного тока.

6. Разработана физическая модель модификации нанослоев материалов в плазме струйного ВЧ разряда пониженного давления, утверждающая, что ионы химически активного плазмообразующего газа, обладающие энергией в диапазоне 40-80 эВ, проникают в поверхностный слой материала толщиной до 20 нм, создают в нем дефекты и образуют химические соединения с атомами материала. Воздействие ВЧ поля и импульсно-периодического потока электронов приводят к возникновению в поверхностном слое ВЧ токов, которые способствуют ускоренной диффузии дефектов и атомов плазмообразующего газа и их соединений на глубину скин-слоя. В результате этого изменяется структура поверхностного слоя, происходит перераспределение в нем химических элементов, входящих в состав сплава.

7. Разработаны процессы модификации нано- и микрослоев, позволяющие в едином технологическом цикле проводить очистку (без нагрева) с одновременным удалением дефектных слоев и активацией поверхности, плазменную полировку с уменьшением шероховатости на 2 класса, повышение усталостной прочности на 30% с перераспределением остаточных напряжений на глубине до 200 мкм и достижением значений сжимающих напряжений 600.700 МПа, увеличивать коррозионную стойкость в 2 раза, упрочнение с увеличением срока службы изделий в 1,5 -1,8 раза при использовании инертного газа и в 2-3 раза — при использовании химически активных газов.

290

1. Дресвин С.В., Донской А.В., Гольдфарб В.М., Клубникин B.C. Физика и техника низкотемпературной плазмы — М.:Атомиздат, 1972. — 352 с.

2. Донской А.В., Клубникин B.C. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении. — JL: Машиностроение, 1978. — 221с.

3. Бабат Г.И. Безэлектродные разряды и некоторые связанные с ними вопросы. Вестник электропромышленности, 1942.- №2, С.1-12.

4. Dundas Р.Н., Thorpe M.L. Economics And Technology Of Chemical Processing With Electric-Field Plasmas. — Chemical engineering, 1969, V.76. № 14, p.123-128.

5. Reed T.B. Induction-Coupled plasma torch. J.Appl.Phys., 1961. - V.32. - №5. - p.821-824.

6. Гольдфарб B.M., Дресвин C.B. Оптическое исследование распределения температуры и электронной концентрации в аргоновой плазме. -Теплофиз. Выс. Температур, 1965. -т.З, вып.З- С.333-339.

7. Высокочастотный безэлектродный плазмотрон при атмосферном давлении / Ф.Б. Вурзель, Н.Н.Долгополов, А.И.Максимов, Л,С.Полак, В.И.Фридман. В кн.: Низкотемпературная плазма. -М. - 1967. -С.419-431.

8. Ровинский Р.Е, Груздев В.А., Широкова И.П. Об энергетическом балансе стационарного индукционного разряда. Теплофизика Выс. Температур, 1966. -т.4, вып.1- С.З31-339.

9. Jonston P.D. Temperature and electron density measurements in an R-f discharge in argon. Phys.Letters, 1966. - V.20. - №5, p.499-500.

10. Определение температуры в стационарном высокочастотном индукционном разряде / Р.Е.Ровинский, В.А.Груздев, Т.М.Гутенмахер, А.П.Соболев. Теплофизика Выс. Температур, 1967. -т.5, вып.4- С.557-561.

11. Оптические свойства плазмы безэлектродного разряда в воздушном потоке / Ю.А. Буевич, В.М.Николаев, В.А.Пластинин, Г.Ю, Силачев, М.И.Якушин. Журнал прикл. Мех. и техн.физ., 1968. - № 6, С. 111-116.

12. Кононов С.В., Якушин М.И. К определению интенсивности удельных тепловых потоков к поверхности в струях высокочастотного безэлектродного плазмотрона на воздухе. — Журнал прикл. Мех. и техн.физ., 1966. -№6,С.67-68.

13. Кулагин И.Д., Сорокин JI.M. Определение электрических параметров индукционного разряда в газе при атмосферном давлении. Физ. и хим. Обр. матер. - 1969. - № 5, С.3-12.

14. Reboux J. Chalumean a plasma hayte frequence et hautas temperatures. -Ingenieurs et tehnicens, 1962, № 157, p. 115-125.

15. Рыкалин Н.Н. Плазменные процессы в металлургии и обработке материалов Физ. и хим. Обр.матер. - 1967. - № 2, С.3-17.

16. Плазменные процессы в получении сферических порошков тугоплавких материалов / А.Б.Гугняк, Е.Б.Королева, И.Д.Кулагин, В.И.Михалев, В.А. Петрунчев, Л.М.Сорокин. Физ. и хим. Обр.матер. — 1967. - № 4, с.40-45.

17. Краснов А.Н., Зильберберг В.Г., Шарикер С.Ю. Низкотемпературная плазма в металлургии. — М.: Металлургия, 1970. 216 с.

18. Марин К.Г., Любимов В.К. Применение низкотемпературной плазмы в микроэлектронике. Физ. и хим. Обр.матер. — 1978. - № 2, С.64-69.

19. Вурзель Ф.Б., Полак Л.С. Химические процессы в плазме и плазменной струе. В сб.: Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме. - М., 1995. - С.100-117.

20. Получение пигментной двуоксиси титана индукционно-атомарным способом / Н.Н.Рыкалин, С.В. Огурцов, И.Д.Кулагин, И.В.Антипов, Л.М.Сорокин, Я.М. Липкес, С.Н.Дмитриев, С.Н.Сокоренко, Т.П.Сушко ,

21. A.Б.Гугняк, , Д.С.Третьяков, Б.В.Драчев. Физ. и хим. Обр.матер. - 1975. -№ 1, С.154-157.

22. Н.Н.Рыкалин Термическая плазма в металлургии и технологии. -Труды ВЭЛК, 1977, секция 0, доклад № 6, С.71.

23. Баширов Ю.А., Медведев С.А. Использование высокочастотного безэлектродного разряда для синтеза интерметаллических соединений на основе ниобия и ванадия. — в сб.: Генераторы низкотемпературной плазмы. — М., 1969. С.501-507.

24. Коломийцев П.Т. Жаростойкие диффузионные покрытия. — М. Металлургия, 1979. — 272 с.

25. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. — М.: Наука, 1977. 184 с.

26. Никитин М.Д., Кулик А .Я., Захаров Н.И, Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизелей. Л.: Машиностроение, 1977. - 168 с.

27. Получение покрытий высокотемпературным распылением / Сб. статей // Под ред. Л.К.Дружинина и В.В.Кудинова. М.:Атомиздат, 1973. -312 с.

28. Получение пленок двуокиси кремния плазменным методом /

29. B.Ф.Сыноров, Э.В.Гончаров, В.М.Гольдфарб, А.В.Крячко. — Электронная техника. Сер.материал, 1967, вып.З. С.41-47.

30. Неса М., Cakenberghe J.Van. Soures a plasma pour la preparation de couches minces de silice. Thin Solid Films, 1972. - V.l 1, №2, p.283-288.

31. Донской A.B., Дресвин C.B., Клубникин В.С, Применение низкотемпературной плазмы в электротермических процессах- В сб.: Генераторы плазменных струй и сильноточные дуги. Л., 1972. - С.39-43.

32. Буевич Ю.А, Егоров O.K., Якушин М.И. О механизме разрушения полупрозрачных полимеров лучистым тепловым потоком. Журнал прикл. Мех. и техн. физики, 1968, № 4, С.72-79.

33. Исследование эффективности выделения энергии в плазме безэлектродного высокочастотного разряда / С.И.Андреев, М.Н.Ванюков, А.А.Егорова, Б.М.Соколов. Ж.техн.физ., 1967. -т.37, вып.7, С.1252-1257.

34. Плазменная технология в производстве СБИС / под ред. Н.А. Айнспрука и Д.Брауна. М.: Мир, 1987. - 469 с.

35. Данилин Б.С., Киреев В.Ю. Применение низкотемпературной плазмы для травления и очистки материалов. М.: Энергоиздат, 1987. — 264 с.

36. Cabannes F. Etude de la decharge electrique par induction dans les gas rares. Annales de Physique. 1955, v.10, November-december, p.1026-1078.

37. Бамберг E.A., Дресвин C.B. Определение некоторых параметров высокочастотного кольцевого разряда. Ж.техн.физ., 1963, т.ЗЗ, вып.1, С.65-72.

38. Савичев В.В., Трехов Е.С., Фоменко А.Ф. Измерение параметров плазмы импульсного вихревого разряда зондовыми методами. В сб.: Физика газоразрядной плазмы. — М., 1968, вып.1, С.27-38.

39. Eidemann I. Gasaufhezung und energiebilanz einer stationuzen hochfrequenten Aingentladung in Edelgasen. Beitrage aus der Plasmaphysik. 1971, Bd.ll, №2, s.99-119.

40. Czerbniak I., Maleski H., Pawlowski B. Fnflisa poborn MOCY PAZeZ plasma w zrodle jonow wysokies czestotliwasci. — Nuklionika, 1977, v.22, №4, p.317-327.

41. Микроволновое излучение плазмы безэлектродного индукционного разряда при низких давлениях / Л.А.Душин, В.И.Кононенко, И.К. Никольский, О.С.Павличенко. — В кн: Высокочастотные свойства плазмы, Киев, 1968, С.11-20.

42. Lenz В., Walther R.I. Electron temperatures in low pressure PF-dischar-ge. -proc.l3-th Intern. Conf. Phenomena ionisated Gas, Berlin, 1977, p.337-338.

43. Schulz P.D., Anderson T.P. Local thermodynamic equilibrium in an RF argon plasma. I.Quant. Spectrosc. Ratiot. Transfer, 1968, v.8, №7, P.1411-1418.

44. Кононенко В.И. Исследование параметров и микроволнового излучения плазмы безэлектродного индукционного разряда: Автореф. дис.канд.физ.-мат.наук. — Харьков, 1980. 23 с.

45. Годяк В.А., Попов О.А. О зондовой диагностике ВЧ плазмы. -Ж.техн.физ., 1977, т.47, вып.4, С.767-770.

46. Распределение электронов по энергиям и контрагирование в высокочастотном разряде / С.Д. Вагнер, В.А. Виролайнен, Ю.М.Коган, Г.Ю.Хрусталев. В кн.: Вопросы физики низкотемпературной плазмы. — Минск, 1970, С. 182-184.

47. Кононенко К.В. Детекторные свойства газоразрядной плазмы. — М.:Атомиздат, 1980. 128 с.

48. Birkhoff G. Messung der elektrischen Vorgange innerhalb einer Hochfregnenz. Ringentladung. - Zeitschrift fur ungewandte Physik, 1958, Bd.10, №5, s.204-206.

49. Dippel K., Tackenbarg W. Magnetic field probes with high frequency response. Proceedings Amsterdam, 1960, v.l, p.533-536.

50. Freisinger I., Lens В., Walther R.I. The skin-effect in an RF-discharge plasma with and without an external magnetic field. Proc. 13 Intern.Conf.Phenomena Ionized gases, Berlin, 1977, p.3 39-340/

51. Harrison I.A., Craggs I.D. Excitation in a low electrodeless discharge. — J. of Electron and Control, 1958, v.4, № 4, p.289-300.

52. Исследование ионизации и нагрева газа в высокочастотном индукционном разряде / Б.Е.Жестков, Б.Г.Ефимов, З.Т.Орлова, А.М.Омелин, В.И. Ершов. Труды ЦАГИ, 1970, вып.1232, 15 с.

53. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда. — М.: Атомиздат, 1961.-323 с.

54. Моделирование и методы расчета физико-химических процессов в низкотемпературной плазме / отв.ред. Л.С.Полак. — М.: Наука, 1974. 271 с.

55. Brasified Charles I. High frequency discharges in mercure, helium and neon/ Physical Review, 1931, v.37, p.82.

56. Левитский С.М. Исследование потенциала зажигания высокочастотного разряда в газе в переходной области частот и давлений // Журн.техн.физ. 1957. - Т.27, вып.5 - С.970-977.

57. Мышенков В.И., Яценко Н.А. Влияние межэлектродного расстояния на максимальный поперечный размер пространственно-однородного плазменного столба // Журн.техн.физ. — 1981. Т.51, №10 -С.1195-1204.

58. Ганна А.Х. Исследование ВЧ разрядов в диффузионной области давления, а и у разряды: Автореф. канд. дисс.- М., 1979. — 14 с.

59. Кузовников А.А., Савинов В.П. Пространственное распределение параметров стационарного ВЧ разряда // Вестник МГУ, Сер: физика, астрономия, 1973. №2, С.215-233.

60. Popow О.A., Jodyak V.A. Power dissipated in low-pressure radio-frequency discharge plasmas / J.Appl.Phys., v.57, №1, 1985, p.53-58

61. Левитский С.М. Потенциал пространства и распыление электродов в высокочастотном разряде // Журн.техн.физ. 1957. - Т.27, вып.5 - С.1001-1009.

62. Джерпетов Х.А., Патеюк Г.М. Исследование высокочастотного разряда методом зондов // ЖЭТФ, 1955, Т.28, вып.З С.343-351.

63. Кузовников А.А., Хадир М.А. Экспериментальное исследование поглощения ВЧ поля плазмой положительного столба // Радиотехника и электроника, 1973, т. 18, вып.4 С. 875 — 877.

64. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток / под ред. Л.А.Сена и В.Е.Голанта. М.: Наука, 1971. - 544 с.

65. Рыкалин Н.Н., Кулагин И.Д., Сорокин Л.М., Гугняк А.Б. Исследование энергетических параметров высокочастотного емкостного плазмотрона // Физ.и хим. обраб. матер., 1975, №4 С.3-6.

66. Тихомиров И.А., Тихомиров В.В., Шишковский В.И. О функции распределения электронов по энергиям в высокочастотном электродномразряде при пониженных давлениях // Известия ВУЗов, сер:Физика, 1974, №4. -С.34-37.

67. Полак JI.C., Овсянников А.А., Словецкий Д.И„ Вурзель Ф.Б, Теоретическая и прикладная плазмохимия. М.: Наука, 1975 - 304 с.

68. Бердичевский М.Г., Марусин В.В. Определение энергетических характеристик положительного столба ВЧ емкостного разряда термопарным методом // Тез.докл. VII Всесоюзн. конф. по физике низкотемпературн. плазмы. Ташкент, 1987, Т.2, С.218-219.

69. Босяков М.Н., Лабуда А.А. Определение вращательной температуры молекул в плазме ВЧ разрядов низкого давления // Докл. АН БССР, 1981, Т.25, вып.9 С.801-804.

70. Буланьков Н.И., Журавлев В.Д., Кротков В.А., Любимов В.К., Марин К.Г. Исследование процесса нанесения диэлектрических пленок в высокочастотном разряде низкого давления. — Электронная техника. Сер.З: Микроэлектроника, вып.З, 1976. — С.54-58.

71. Оке С.Н. Исследование кинетики заряженных частиц в ВЧ разряде низкого давления: Автореф. канд. дис. . М., 1981. — 17 с.

72. Ершов А.В. Исследование кинетики электронов в плазме ВЧ разряда низкого давления в инертных газах: Автореф. канд.дис.- М., 1982. 15с.

73. Максимов А.И., Светцов В.И. Сравнительное исследование распыления некоторых металлов в тлеющем и ВЧ разрядах // Труды Ивановского хим.техн.ин-та, 1973. вып.З, С. 110-115.

74. Разумовская Л.П., Бочкова О.П. Оптические и электрические свойства ВЧ «слабого» и «сильного» разрядов в неоне // Оптика и спектроскопия, 1960. т.9., вып.2 С.271-273.

75. Звягинцев А.В., Митин Р.В., Прядин К.К. Безэлектродные емкостные разряды дугового типа // ЖТФ, 1975. Т.45, вып.2 - с.278-285.

76. Брагин В.Е., Матюхин В.Д. О пространственной однородности объемного ВЧЕ разряда // Труды Моск. физ.-техн. ин-та. Сер.: Общ. и молекулярн. физ, 1979, вып.11. С.179-182.

77. Ежовский Ю.К. Поверхностные наноструктуры перспективы синтеза и использования// Соросовский образовательный журнал, 2000, №1, С. 56-63.

78. Большой Энциклопедический словарь. М.: ACT, Астрель, 2005. — 1248 с.

79. Ребиндер П.А. Влияние активных смазочных сред на деформирование сопряженных поверхностей трения // О природе трения твердых тел. Минск: Наука и техника, 1971. - С.8-16.

80. King D.A., Woodruff D.P. The Chemical Physics of Solid Surfaces and Heterogenequs Catalysis. Vol.4, Fundamental studies of heterogeneous Catalysis, Elsevier, Amsterdam, 1982.

81. Вудраф Д., Делчар Т. Современные методы исследования поверхности. -М: Мир, 1989. 564 с.

82. Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2000. - 224 с.

83. Носкова Н.И., Мулюков P.P. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. Екатеринбург: Уральское отд-ние РАН, 2003.-279 с.

84. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Уфлянд И.Е. Нано-частицы металлов в полимерах . М.: Химия, 2000. - 672 с .

85. Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. Новые материалы XXI века / Пер.с англ. под ред. Л.А.Чернозатонского. М.: Техносфера, 2003. — 336 с.

86. Nanomaterials. Synthesis, Properties and Applications / A.S. Edelstein, R.C.Cammarata/ Bristol: Inst, of Phys. Publ., 1998. - 596 p.

87. Bell A.T. The impact of nanoscience on heterogeneous catalysis // Science. 2003. - V.299. - P.1688 - 1691

88. Electrical resistivity as characterization tool for nanocrystalline metals / J.I. McGrea, K.T. Aust, G. Palumbo et al.// Nanophase and Nanocomposite

89. Materials / Eds J.Komarneni, J.C. Parekr, H. Hahn. Warrendale: Mater. Res. Soc., 2000 .-P.461-466.

90. Gas-phase oxidation of 1-butene using nanoscale Ti02 photocatalysts / L. Gao, A. Huang, F.-J. Spiess et al.//J. of Catalysis. 1999. - V.188. -P.48-57.

91. Андриевский P.A. Наноматериалы : концепция и современные проблемы // Росс. хим. журн. 2002. - Т.46. - № 5. - С.50-56.

92. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Лаповок В.Н. Физические явления в ультрадисперсных средах. — М.:Энергоатомиздат, 1984. 224 с.

93. Чепа П.А., Андрияшин Д.А. Эксплуатационные свойства упрочненных деталей / под ред. С.В. Берестнева. Минск: Наука и техника. 1988.- 192 с.

94. Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов в активизированных газовых средах. М.: Машиностроение, 1979. — 224 с.

95. Бабад-Захряпин А.А., Кузнецов Г.Д, Химико-термическая обработка в тлеющем разряде. М.: Атомиздат, 1975. — 176 с.

96. Лахтин Ю.М., Арзамасов Б.Н. Химико-термическая обработка металлов. Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1985. — 256 с.

97. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. Пер. с нем. М.: Наука,1983.

98. Мейер Дж., Эриксон Л., Дэвис Дж. Ионное легирование полупроводников.- М.: Мир, 1970.

99. Бойко В.И., Валяев А.Н., Погребняк А.Д. Модификация металлических материалов импульсными мощными пучками частиц. // УФН. 1999. Т.169. №11. С.1243.

100. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение металлов. Справочник. М.: Машиностроение, 1986. - 320 с.

101. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Справочник. / Г.В. Борисенюк, JI.A. Васильев, Л.Г. Ворошнин и др. Под ред. J1.C. Ляховина. М.: Металлургия, 1981. - 424 с.

102. Сокол И.Я. Термическая обработка качественной стали на металлургических заводах . М.: Металлургия, 1986. — 160 с.

103. Технология термической обработки стали / под ред. M.JI, Бернштейна. Пер. с нем .Б.Е.Левина. М.: Металлургия, 1981. — 608 с.

104. Котов O.K. Поверхностное упрочнение деталей машин химико-термическими методами. М.: Машиностроение, 1969. - 334 с.

105. Колочев Б.А., Габидуллин P.M., Палузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. Учебное пособие для вузов. М.: Металлургия, 1980. - 280 с.

106. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1984. - 360 с.

107. Зуев В.М. Термическая обработка металлов. — М.: Высшая школа, 1981.-296 с.

108. Электрохимико-термическая обработка металлов и сплавов / И.Н.Киндин, В.И. Андрюшечкин, В.А.Волков, А.С. Колин. М.: Металлургия, 1978. - 320 с.

109. Коломейцев П.Т. Жаростойкие диффузионные покрытия. М.: Металлургия, 1979. — 272 с.

110. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки / Г.Л.Амитан, И.А.Байсупов, Ю.М.Барон и др.; Под общ. ред. В.А.Волосатова. Л.: Машиностроение, 1983. - 719 с.

111. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Т.1 / Б.А.Артамонов, Ю.С.Волков, В.И.Дрожалова и др. М.: Высшая школа, 1983. - 247 с.

112. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Т.2 / Б.А.Артамонов, Ю.С.Волков, В.И.Дрожалова и др. М.: Высшая школа, 1983. - 208 с.

113. ПЗ.Лопилов JI.Я. Электрофизическая и электро-химическая обработка материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1982. - 399 с.

114. Snoeys R. The role of nonconventional machining methods in mechanical manufacturing // Bull. Seans. Acad. Sci. Outre Mer. Meded Zin. K. Acad. Oxerzeese Wet. 1986. - N 3. - V.3 - P.503-505.

115. Плазменные и лазерные методы упрочнения деталей машин / В.В.Спиридонов, О.С.Кобяков, И.Л.Куприянов; Под ред. В.Н.Начина. -Минск: Вышейшая школа, 1988. 155 с.

116. Методы поверхностной лазерной обработки: Учеб. пособие для вузов. / А.Г.Григорьянц, А.Н.Сафонов; Под ред. А.Г.Григорьянца. М.: Высшая школа, 1987. - 191 с.

117. Упрочнение деталей лучом лазера / Под общ. ред. В.С.Коваленко. -Киев: Техника, 1981. 131 с.

118. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов: Справочник / Н.Н.Рыкалин, А.А.Углов, И.В.Зуев и др. М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

119. Хасуй С., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985. - 240 с.

120. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. М.: Машиностроение, 1987. - 192 с.

121. Шоршоров М.Х., Харламов В.А. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий. М.: Наука, 1978. - 224 с.

122. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под. ред. акад. Б.Е.Патона. М.: Машиностроение, 1974. - 442 с.

123. Thorpe М. Thermal Spraying Becomes a Design Toll // Machine Design. 1983. - V.55, N 27. - P. 69-77.

124. Рыкалин H.H., Углов А.А., Авищенко Л.М. Высокотемпературные технологические процессы: Теплофизические основы. М.: Наука, 1985. -172 с.

125. Технологическое применение низкотемпературной плазмы / Р.Оулет, М.Барбье, П.Черемисинофф и др. М.: Энергоатомиздат, 1983. -144 с.

126. Клименко Ю.В. Электроконтактная наплавка / Под ред. Э.С.Кракозова. М.: Металлургия, 1978. - 128 с.

127. Борисов Ю.С., Борисова A.JI. Плазменные порошковые покрытия.- Киев: техника, 1936. 223 с.

128. Полевой С.Ч., Евдокимов В.Д. Упрочнение металлов: Справочник.- М.: Машиностроение, 1986. 320 с.

129. Денисенко Э.Т., Калинович Д.Ф., Кузнецова Л.И. Применение износостойких покрытий в машиностроении // Вест, машиностроения. 1988.- № 2. С.71-77.

130. Состояние рынка материалов и устройств для плазменного напыления // Кочё рза мэтару. 1985. - № 88. - С. 89-96.

131. Satke W., Kretzsmar Е. Schihnerstellung und Automatisirung von Spitzprozessen // ZJS-Mitteilungen. 1987. - V.29, N 9. - S.954-958.

132. Верхотуров А.Д. Особенности эрозии переходных металлов при ЭИЛ // Электрон, обработка материалов. 1981. - № 6. - С. 18-21.

133. Лазаренко Н.И. Электроискровое легирование металлических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976. - 46 с.

134. Коваленко B.C., Верхотуров А.Д., Головко Л.Ф. и др. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов. М.: Наука, 1986. - 276 с.

135. Гитлевич А.Е., Михайлов В.В., Пириавский Н.Я. Электроискровое легирование металлических поверхностей. Кишинев: Штиинца, 1985. - 195 с.

136. Лазаренко Б.Г., Лазаренко Н.И. Электроискровая обработка токопроводящих материалов. Киев: Изд-во АН УССР, 1958. - 232 с.

137. Писаренко Г.С. Влияние остаточных напряжений на адгезионную и когезионную прочность слоев, полученных ЭИЛ стали // Электрон, обработка материалов. 1975. - № 1. - С.28-33.

138. Безыкорнев А.И. Остаточные напряжения при ЭИЛ // Электрон, обработка материалов. 1976. - № 6. - С.20-22.

139. Снежков В.А. Перспективы развития для электроискрового нанесения покрытий // Защит, покрытия на металлах. 1982. - Вып. 16. -С.25-26.

140. Корниенко А.И., Чжен И.А., Цирник Л.П. Электроискровое серебрение контактных поверхностей // Электрон, обработка материалов. -1977. № 4. - С.32-36.

141. Горячев Ю.М. Влияние ЭИЛ поверхности молибдена и ниобия на термоэлектронную эмиссию // Электрон, обработка материалов. 1987. - № 4. - С.12-13.

142. Фрейдлин М.Л„ Никаноров М.А., Гавзе А.С. и др. Применение электроискрового легирования для повышения работоспособности титановых сплавов в смазывающих узлах трения // Электрон, обработка материалов. 1980. - № 4. - С.88-91.

143. Vella-Colciro J.P., Wolfe R., Blanke S.K. et al. J. Appl. Phys. -1981. -V.51.-P.2355.

144. Андреев А.А., Гавриленко И.В., Купченко В.В. Исследование некоторых свойств конденсатов Ti-N2, Zr-N2, получаемых осаждением плазменных потоков в вакууме (способ КИБ) // Физ. и хим. обработки материалов. 1980. - № 3. - С.64-67.

145. Григорьев А.И. Установка "Пуск-77-1" для нанесения ионно-вакуумных износостойких покрытий на обрабатывающий инструмент // Технол. автомобилестроения. 1978. - № 6. - С.42-48.

146. Семенов А.П., Григорьев А.И. Износостойкие покрытия, нанесенные вакуумными ионно-плазменными методами // Технол. машиностроения. 1973. - № 7. - С. 15-20.

147. Плазмохимическая технология / В.Д.Пархоменко, П.И.Сорока, Ю.И.Краснокутский и др. Новосибирск: Наука, Сиб. отд., 1991. -392 с.

148. Верещака А.С., Табаков В.П., Вахминцев Г.С. Твердосплавные инструменты с нитридотитановыми покрытиями // Станки и инструмент. -1976.-№6.-С.12-14.

149. Hudis М. Plasma treatment of solid materials // Techn. and Appl. of Plasma Chem. Ch.3. 1974. - P.l 13-147.

150. Reboux J. Chalumeau a plasma haute frequency et haunts temperatures //Ing. Techn. 1962. -N 157. - P.l 15-125.

151. Вурзель Ф.Б., Назаров В.Ф. Плазмохимическая модификация поверхности стекла. В сб.: Плазмохимические процессы. - М.:1979, с. 172203.

152. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. М.: Радио и связь, 1986. - 232 с.

153. Reed Т.В. Growth of refractory crystals using the induction plasma torch // J.Appl.Phys. 1961. - V.32. - N 12. - P.2534-2535.

154. Некоторые процессы выращивания тугоплавких кристаллов в высокочастотных плазменных горелках/ А.В. Донской, С.В. Дресвин, К.К. Воронин и др. // Теплофиз. высоких темпер. 1965. - Т.З, вып.4. - С.627 - 631.

155. Получение сферических и тонкодисперсных порошков в низкотемпературной плазме / Н.Н. Рыкалин, В.А. Петруничев, И.Д. Кулагин и др. // Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов. М., 1973. - С.73 - 78.

156. Лакомский В.И. Сфероидизация в высокочастотном плазменном разряде порошка окиси алюминия // Порошк. металлургия. 1966. - № 2. -С.6-9.

157. Получение покрытий высокотемпературным распылением: Сб. статей / Под ред. JI.K. Дружинина и В.В. Кудинова. М.: Атомиздат, 1973. -312 с.

158. Получение пленок двуокиси кремния плазменным методом / В.Ф. Сыноров, Э.В.Гончаров, В.М. Гольдфарб и др. // Электрон, техн. Сер. Материалы. 1967. - Вып.З. - С.41-47.

159. Неса М., Cakenberghe J. Van. Source a plasma pour la preparation de cocnes minces de silice // Thin Solid Films. 1972. - V,11, N 2. - P. 283-288.

160. Электродуговые и высокочастотные плазмотроны химико-металлургических процессах / B.JI. Дзюба, Г.Ю. Даутов, И.Ш. Абдуллин. -Киев, Вища школа. 1991. 170 с.

161. Ecker B.J., Riemann K.U. Zum Technologiepotential der Plasmaphysik. Experimentelle Technik der Physik. V.35. - N 2. - 1987. - S.119-133.

162. Использование высокочастотной плазмы для нанесения тонких пленок / Ф.А. Азовский, И.С. Гайнутдинов, Г.Ю. Даутов и др. //Тр. Казан, авиац. ин-та: Физ. науки. 1975. - вып. 193. - С.7-13.

163. Беркин А.Б., Гулько Б.Н., Зайцев В.И. ВЧИ разряд пониженного давления в технологии тонких пленок // Тез. докл. III Всесоюз. симп. по плазмохимии. М., 1970. - Т.1. - С.39-43

164. Галимов Д.Г., Тарзиманов К.Д., Шарифуллин С.Н. Исследование продуктов осаждения на подложку при распылении ВЧ плазмой // Физ. и хим. обраб. матер. 1979. - № 5. - С.128-131.

165. Schiller S., Heisung U., Goediche К. Electron Beam Evaporation and high-rate sputtering with plasmatron magnetron systems a comparison. / J.Vac.Techn. - 1978. - V.27, N 2. - P.51-55.

166. Kapicha V. Corona and high-frequency discharges / Acta. Phys. Slov. -1979.-V.29,N 2.-P.l 19-122

167. Теоретическая и прикладная плазмохимия / JI.C. Полак, А.А. Овсянников, Д.И. Соловецкий и др. М.: Наука. 1975. - 304 с.

168. Применение высокочастотного безэлектродного плазмотрона для получения чистого кремния и его окислов // Ф.Б.Вурзель, Н.Н.Долгополов, А.И. Максимов и др. // Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме. М., 1965. - С.223-232.

169. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухин, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шаехов. Модификация нанослоев в высокочастотной плазме пониженного давления. -Казань: Изд-во Казан, технол. ун-та, 2007. — 356 с.

170. И.Ш. Абдуллин, В.С.Желтухин, В.В.Кудинов, И.Р.Сагбиев. Влияние обрабатываемого материала на свойства высокочастотного емкостного разряда пониженного давления // Материаловедение.- 2007.-№11- с.51-55.

171. И.Ш.Абдуллин, B.C. Желтухин, В.В. Кудинов, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шаехов. Измерение характеристик ионного потока на поверхность образца в ВЧ разряде пониженного давления // Физ. и хим. обработки материалов. -2008, № 6.- С.37-40.

172. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухин, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шаехов. Влияние материала образца на характеристики ионного потока, поступающего на его поверхность в ВЧ индукционном разряде пониженного давления // Вестн. КГТУ им. А.Н.Туполева.- 2009,№1 С. 70-72.

173. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухин, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шаехов. Характеристики ионного потока на поверхности образца в высокочастотной плазме // Вестн. КГТУ им. А.Н.Туполева.-2008, №3 С.73-74.

174. Желтухин B.C., С.В.Морозов, Сагбиев И.Р. Исследование взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью материалов в процессах модификации нанослоев // Сб. тр. V Междунар.

175. Симп. По теорет. И прикл. Плазмохим. 3-8 сент. 2008 г. Иваново, Россия.-Т.2. С. 434-437.

176. Абдуллин И.Ш., Сагбиев И.Р., Нанотехнологии в промышленность. // Матер. Докл. Междунар. Науч.-техн. И метод, конф. «Соврем, проблемы спец. техн. хим.» 21-22.12.2007 г.Казань. С.3-7.

177. Сагбиев И.Р. Исследование характеристик ВЧ плазмы пониженного давления в процессах обработки конструкционных материалов / Препринт.- Казань: КГТУ, 2007. 44 с.

178. Лебедев Ю.А. Введение в зондовую диагностику плазмы пониженного давления: Учебное пособие. М.: МИФИ, 2003. 56 с.

179. Смирнов В.М. Атомные и молекулярные столкновения в плазме. — М.: Атомиздат, 1968. 364 с.

180. ГолантВ.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы-М.: Наука, 1968 -327 с.

181. Васильев А.С., Гуревич С.Г., Иоффе Ю.С. Источники питания электротермических установок. М. : Энергоиздат, 1985. —234 с.

182. Сорокин Л.М., Шевченко В.В. Расчет электромагнитных полей в индукционном разряде. Физ. и хим. обр. матер, 1975, № 6, с. 145-147.

183. Гуляев М.А. Измерение вакуума (измерение малых абсолютных давлений)./ М.А. Гуляев, А.В. Ерюхин М.: Издательство стандартов, 1967148 с.

184. Абианц В.Х. Теория авиационных газовых турбин. М.: Машиностроение, 1978. 246 с.

185. Диагностика плазмы. Вып.5 / Под ред. М.И. Пергамента- М.: Энергоиздат, 1986 — 303 с.

186. Заварин Ф.Г. СВЧ-интерферометр с пространственным разрешением ОДА, // Диагностика низкотемпературной плазмы. / Ф.Г. Заварин, В.В. Рождественский, Г.К. Тумакаев. Под ред. Е.М. Шелкова — М.: Наука, 1979,-С. 154- 158.

187. А.с. 1149122 (СССР) Голограммный анализатор / JT.T. Мустафина, А.А. Белобородов, А.Ф. Белозеров-Заявл. 26.10.81, опубл. 8.12.84.

188. Лафрамбауз Дж. Теория цилиндрического и сферического зонда в бесстолкновительной и неподвижной плазме / БНТИ ЦАГИ. Рефераты— №268. 1968.

189. Райзер Ю.П. Физика газового разряда: учеб. руководство. -М.:Наука, 1987. 592 с.

190. Boeny H.V. Effect of low-temperature Plasma on the Adhesion of Materials. JST Annual International conference Plasma Chem. and Technology. -SanDiego, Calif., 1982. -H. 109-118.

191. Абдуллин И.Ш. Исследование высокочастотного диффузного разряда в процессах обработки поверхностей / НПО «Мединструмент» . -Казань, 1988. 75 с. (УК.деп. в ВИНИТИ 9.03.88, № 1571-В89).

192. Установки индукционного нагрева: Учебное пособие для вузов / А.Е. Слухоцкий, B.C. Немков, Н.А.Павлов, А.В.Башунэр; под ред. А.Е. Слухоцкого. Л.: Энергоиздат, Лениград. отд-ние, 1981. - 328 с.

193. Смирнов Б.М. Возбужденные атомы. М.:Энергоиздат, 1982. —232 с.

194. Краснов А.Н., Зильберберг В.И., Шарифкер С.Ю. Низкотемпературная плазма в металлургии. М.: Металлургия, 1970. - 216 с.

195. Вурзель Ф.Б. Полак JI.C. Химические процессы в плазме и плазменной струе // Кинетика и термодинамика химических реакций в низкотемпературной плазме. М., 1965. - С.100-117.

196. Хвесюк В.И. Взаимодействие низкотемпературной плазмы с твердым телом. Изв. СО АН СССР. Сер. Технические науки, 1984, вып.2, № 10, с.20-26.

197. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Кудинов В.В., Сагбиев И.Р. Формирование нанофазных систем на поверхности металлов в высокочастотной плазме пониженного давления // Материаловедение. -2007, № 9.- С. 52-56.

198. Сагбиев И.Р., Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Шарафеев Р.Ф. Регенерация активного нанослоя отработанного алюмохромового катализатора в ВЧ плазме пониженного давления // Перспективные материалы.- 2007, №5.- С.93-96.

199. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Кудинов В.В., Сагбиев И.Р., Шарафеев Р.Ф. Формирование нанослоев на поверхности вольфрамо-кобальтового сплава низкоэнергетичной ионной бомбардировкой // Перспективные материалы.- 2008, №6.- С.88-91.

200. И.Ш.Абдуллин, B.C. Желтухин, В.В. Кудинов, И.Р.Сагбиев, М.Ф.Шаехов. Измерение характеристик ионного потока на поверхность образца в ВЧ разряде пониженного давления // Физ. и хим. обработки материалов. -2008, № 6.- С.37-40.

201. Абдуллин И.Ш, Желтухин B.C., Сагбиев И.Р., Шарафеев Р.Ф. Модификация поверхности металлокорда в высокочастотной плазме //Вестн. КГТУ им. А.Н.Туполева.-2008,№3 -С.70-72.

202. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р., Шарафеев Р.Ф. Модифицикация поверхностного слоя вольфрамо-кобальтового сплава в высокочастотной плазме пониженного давления // Вестн. КГТУ им. А.Н.Туполева.- 2009, №1 С. 72-74.

203. Желтухин B.C., С.В.Морозов, Сагбиев И.Р. Теоретические исследования взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с поверхностью материалов в процессах модификации нанослоев. Казань,2007. 24 с. (Препринт / Казан, гос. технол. ун-т; ПТ-6.07)

204. Сагбиев И.Р. Исследование распределения концентрации электронов в плазме высокочастотного индукционного разряда пониженного давления при обработке материалов в смеси газов // Вестник Казан. Гос. Технол. Ун-та.- 2007, № 3-4. С. 293-298.

205. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Сагбиев И.Р., Юсупов О.Д. Взаимодействие высокочастотной плазмы пониженного давления с твердыми телами//. Тезисы XXI международной конференции «Уравнения состояния вещества».- Эльбрус: 2006. С. 159.

206. Желтухин B.C., Ольков Е.В., Сагбиев И.Р. Математическая модель высокочастотных плазмотронов пониженного давления // Тез. докл. XXXV Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС. -Звенигород, 2008. С.302.

207. Simulation of Interaction Between RF Plasmas and Roughly Surface // Proc. of 61st Annual Gaseous Electronics Conference. Oct. 13 17, 2008., Dallas, Texas, USA. / I.R.Sagbiev, O.V.Pankratova, V.S.Zheltukhin.- Abstract: MWP 1.00032.

208. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. М.: Физматлит, 2003. - 320 с.

209. Самарский А.А. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент // Вестн. АН СССР. 1979. - № 5. - С. 38-49

210. Samarskii А.А. Numerical methods in plasma physics // Lect. Not. Phys. 1979. - Vol. 91. - P. 235-347

211. Современные проблемы математической физики и вычислительной математики: Сб. статей / Отв. ред. ак. А.Н.Тихонов М.: Наука, 1982. - 534 с.

212. Попов Ю.П., Самарский А.А. Вычислительный эксперимент. М.: Знание, 1983. - 64 с.

213. Вабищевич П.Н. Численное моделирование. М.: Изд-во МГУ, 1993.- 152 с.

214. Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П. Математическое моделирование плазмы. М.: Наука, 1982. - 320 с.

215. Д.В.Сивухин. Общий курс физики: Термодинамика и молекулярная физика. — М.: Наука, 1979. 565 с.

216. Митчнер М., Кругер Ч. Частично-ионизованные газы.- М.: Мир, 1976.-496 с.

217. Schottky W. Diffusion Theorie der Positiven Saule. Phys. Zheitschr — 1924. Bd. XXV. - S. 635 - 640.

218. Лупан Ю.А. Об одной возможности уточнения элементарной теории ВЧ разряда в воздухе // Журн. техн. физики. — 1976. Т.46, вып. III. -С. 2321-2326

219. Биберман Л.Я., Воробьев B.C., Якупов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1983. - 376 с.

220. Энгель А. Ионизованные газы. -М.: Физматгиз, 1959. 120 с.

221. Морозов А.И. Введение в плазмодинамику. М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2006. - 576 с.

222. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н., Яценко Н.А. Высокочастотный емкостный разряд: Физика. Техника эксперимента. Приложения: Учеб.пособие: Для вузов.- М.: Изд-во Моск. физ.-техн. ин-та.; Наука. Физматлит. 1995.- 320 с.

223. Левитский С.М. Потенциал пространства и распыление электродов в высокочастотном разряде // Журн. техн. физ. — 1957. — Т.27, вып. 5. С. 970 -977.

224. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. I. Физическое распыление одноэлементных твердых тел.: Пер. с англ./ Под ред. Р. Бериша. М.: Мир, 1984. - 336 с.

225. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. II. Распыление сплавов и соединений, распыление под действием электронов и нейтронов, рельеф поверхности.: Пер. с англ./ Под ред. Р. Бериша. М.: Мир, 1986.- 488 с.

226. Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел. М.: Мир. - 1989. - 256 с.

227. Гейнце В. Физические основы вакуумной техники. М.-Л.: Государственное энергетическое издательство. -I960.- 511 с.

228. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники.-М.: Мир, 1964.873 с.

229. Livesey R.G. Foundations of Vacuum Science and Technology.- New York: Wiley (ed. by J.M.Lafferty), 1998,- P. 213.

230. Кузьмин B.B. Физика вакуума. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. 36 с.

231. Печатников Ю.М. Инженерно-физическая модель газовых потоков при среднем вакууме // Ж. техн. физ.- 2003, № 8.- С. 40-45.

232. Pollard W.G., Present R.D. On Gaseous Self-Diffusion in Long Capillary Tubes //Physical Review. -1948. -V.73, No.7.- P.762-774.

233. Печатников Ю.М. Вероятностная модель и метод моделирования газовых потоков через вакуумные элементы при молекулярно-вязкостном режиме // Инж. физ.журнал 2003, № 2.- С.32-36.

234. Гусев В.Н., Егоров И.В., Ерофеев А.И., Провоторов В.П. Верифинация моделей и методов в динамике разреженных газов. // Мех. жидкости и газа.- 1999, № 2. С.128-137.

235. Черчиньяни К. Теория и приложения уравнения Больцмана. М.: Мир, 1976.- 496 с.

236. Кошмаров Ю.А., Рыжов Ю.А. Прикладная динамика разреженного газа. М. Машиностроение, 1977.- 184 с.

237. Kennard Е.Н., Kinetic Theory of Gases with an Introduction to Statistical Mechanics, New York, 1938. P. 245.

238. Porodnov B.T., Suetin P.E., Borisov S.F., Akinshin N.D Experimental investigation of rarefied gas in different channels // J. Fluid Mech.-1974.-V. 64, part 3.-P. 417-437.

239. Santeler D.J. Gas-flow experiments in the transition region // J. Vac. Sci. Technol.- A 12(4).- 1994.- p.1744-1749

240. Livesey R.G. Method for calculation of gas flow in the whole pressure regime through ducts of any length. // J.Vac.Sci.Technol. 2001. A 19, (4), Jul/Aug, P. 1674-1678

241. Печатников Ю.М. Современные методы расчета характеристик вакуумных агрегатов для среднего вакуума (Обзор) // Вак. техн. и технол.-2002.- Т. 12, №4. С. 227-234.

242. Дулов В.Г., Лукьянов Г.А. Газодинамика процессов истечения. -Новосибирск: Наука, 1984. — 232 с.

243. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. 520 с.

244. Мосс Дж.Н., Берд Г.А. Расчет методом Монте-Карло течения во входном канале масс-спектрометра, установленного на КЛАМИ «СПЕИС-ШАТТЛ» // Аэрокосм. техн. 1989, №3. - С.11-19.

245. Захаров В.В., Лукьянов Г.А., Ханларов Г.О. Параллельные алгоритмы прямого моделирования Монте-Карло в молекулярной газовой динамике.- СПб.: Изд-во Ин-та высокопроизводит, вычислений и баз данных.- 1999.- 21 с.

246. Godela Scherer-Abreu, Raul A. Abreu. Numerical modelling of the molecular and transitional flow regimes in vacuum components // Vacuum. -1995.-№.8-10. -P.863-866.

247. Ерофеев А.И., Коган M.H., Фридлендер О.Г. Течение разреженного газа сквозь пористый слой // Мех. жидкости и газа.- 1999.- № 5.- С. 193-204.

248. Thomson J .J. The electrodeless discharge through gases // Phyl. mag. — 1927.-V. 4.-№25.-P. 1128- 1160.

249. Herlin M., Brown S. Electrical breakdown of a gas between coaxial cylinders at microwave frequence// Phys. Rev. 1948 V. 74 - № 8. - P. 910 - 913.

250. Brown S.C., Donald A.D. Limits for the diffusion theorie of a high frequency gas discharge breakdown // Phys. Rev. 1949- V.76- №11.-P. 1629 — 1633.

251. Абдуллин И.Ш., Сальянов Ф.А. Расчет характеристик индукционного диффузионного разряда // Изв. Сиб. отд-ния АН СССР. Сер.техн.наук. 1981-Вып. 3, № 13. — С. 100-103.

252. Henriksen В.В., Keefer D.R., Clarson М.А. Electromagnetic field in electrodeless discharge // J. Appl. Phys. 1971. - V. 43. - №13. - P. 6460 - 5464.

253. Сорокин Л.М., Шевченко В.З. Расчет электромагнитных полей в индукционном разряде // Физ. и хим. обработки материалов.-1975.- № 6.-С.145-147.

254. Eckert H.U. Equation of the electrodeless ring discharge and their solution for the breakdown criterion // 4-th Intern. Conf. Ionization Phenomena in

255. Gases. Amsterdam e.a. 1960. - V. 1. - P. 320 - 324.

256. Eckert H.U. Equation of the electrodeless ring discharge // J. Appl. Phys. 1963. - V. 33. - № 9. - P. 2780 - 2788.

257. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C. Математическое моделирование плазмы индукционного диффузного разряда // Изв. Сиб. отд-ния АН СССР. Сер. техн. наук. 1985. - Вып. 3, № 16. - С. 106 - 109.

258. Romig M.F. Steady state solution of the radiofrequency discharge with flow//Phys. Fluids. 1960. V. 3.-№ 3.-P. 129- 133.

259. И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухин, В.М.Матухнов. Исследование распределения концентрации электронов в безэлектродном газовом разряде с продувом газа. // Электронная обработка материалов, 1985.- № 5.- С. 24-27.

260. Сошников В.Н., Трехов Е.С., Хошев И.М. Вихревой разряд при атмосферном давлении с продувом //Физика газоразрядной плазмы. Вып. 1. — М.: Атомиздат, 1968. С. 83 - 98.

261. Boulos M.I. Flow and temperature tied in the fire-ball of an inductively coupled plasma // IEEE Transactions of Plasma Science. V.PS-4. № 1. - P. 28. — C. 39.

262. Рыкалин H.H., Сорокин JI.M. Металлургические ВЧ плазмотроны: Электро- и газодинамика. М.: Наука, 1987. - 162 с.

263. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Матухнов В.И. Теоретические исследования и особенности применения высокочастотного индукционного неравновесного разряда для процессов модификации поверхности // Физ. и хим. обработки материалов. 1986. - №6. — С. 72 - 79.

264. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Кашапов Н.Ф. Высокочастоная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения — Казань. Изд-во Казанского ун-та. 2000. — 348 с.

265. Абдуллин И.Ш., Желтухин B.C., Гафаров И.Г. Теоретическое исследование ВЧ емкостного разряда низкого давления // Физ. газов, разряда: Межвуз. сб., Изд-во Казан, авиац. ин-та;1988.- С. 4-7.

266. Годяк В.А., Ганна А.Х. О влиянии взаимовоздействия поля на пространственное распределение плазмы ВЧ разряда // Физика плазмы. — 1979. Т.5, вып.З. - С.670 - 677.

267. Смирнов А.С. Приэлектродные слои в емкостном ВЧ разряде // Журн. техн. физ. 1984. - Т. 54, вып. 1. - С. 61 - 65.

268. Ковалев А.С., Рахимов А.Т., Феоктистов В.А. Высокочастотный несамостоятельный разряд в газах // Физика плазмы. 1981. - Т. 7. вып. 6. — С.1411 - 1418.

269. Велихов Е.Л., Ковалев А.С., Рахимов А.Т. Физические явления в газоразрядной плазме: Учеб. руководство. -М.: Наука, 1987. 160 е., ил.

270. Яценко Н.А. Связь постоянного потенциала плазмы с режимом горения высокочастотного емкостного разряда среднего давления // Журн. техн. физ. 1981.-Т. 51, вып. 6.-С. 1195—1204.

271. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н. Структура приэлектродных слоев высокочастотного разряда и переход между двумя его формами // Физика плазмы. 1987. - Т. 13, вып. 4. - С. 471 - 479.

272. Райзер Ю.П., Шнейдер М.Н. Высокочастотный разряд среднего давления между изолированными и оголенными электродами // Физика плазмы,- 1988-Т.14, вып. 3.-С.226-233.

273. Турин А.А. Ускорение ионов в приэлектродном слое и энергобаланс ВЧ разряда в магнитном поле // Тез. докл. Ill Всесоюз. конф. по физике газового разряда. Киев, 1986. - С. 92 - 94.

274. Graves D.B. Fluid models simulations of a 13.56 MHz RF-discharge: Time and space dependence of rate of electron excitation // J. Appl. Phys. 1987. -V. 62, №1. P. 88-94.

275. Брагинский С.И. Явления переноса в плазме // Вопросы теории плазмы. Вып.1 / Под ред. М.А.Леонтовича- М.: Госатомиздат,1963. С. 183 -273.

276. Саттон Дж., Шерман А. Основы технической магнитной газодинамики. М.: Мир, 1968. - 492 с.

277. Грановский В.JI. Электрический ток в газе. Установившийся ток / Под ред. Л.А.Сена и В.Е.Голанта. М.: Наука, 1971. - 544 с.

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

279. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С., Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы / Под ред. А.А.Рухадзе. — М.: Высш. шк., 1988. — 424 с.

280. Туров Е.А. Материальные уравнения электродинамики. М.: Наука, 1983.- 130 с.

281. Саттон Дж., Шерман А. Основы технической магнитной газодинамики. М.: Мир, 1968. - 492 с.

282. Лупан Ю.А. Об одной возможности уточнения элементарной теории ВЧ разряда в воздухе // Журн. техн. физики. — 1976. — Т.46, вып. Ш. -С. 2321 -2326.

283. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., перераб. и доп. / Зубченко А.С. , Колосков М.М., Каширский Ю.В.; Под общ. ред. А.С. Зубченко.- М: Машиностроение, 2003. 784 с

284. Технология тонких пленок: Справочник / Под ред. Л.Майссела, Р.Глэнга: Пер. с англ. М.: Сов. радио. - Т. 1. — 1977. 664 с.

285. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Автоэмиссионные и взрывные процессы в газовом разряде. — Новосибирск: Наука, 1982. 392 с.

286. Пипко А. И. Основы вакуумной техники. — М.: Энергоатомиздат, 1992. —334 с.

287. Распыление под действием бомбардировки частицами. Вып. III. Характеристики распыленных частиц, применения в технике: Пер. с англ./ Под ред. Р. Бериша и К. Виттмака. М.: Мир, 1998. — 551 с.

288. Аюпов М.И., Вольфсон С.И., МираковаТ.Ю. и др. Некоторые аспекты влияния рецептурных факторов на прочностные свойства шин. Казань: Казан, гос. технол. ун-т, 2001. 80 с.

289. Власов Г.Я., ЗеленовН.А., Ключников Н.В. и др. Некоторые вопросы совершенствования технологии шинного производства АО «Нижнекамскшина» // МЦНТИ. Москва. 1991. 60 с.

290. Сагбиев И.Р. ВЧ-плазменная модификация поверхностных нанослоев металлов. Казань, 2007. — 64 с. (Препринт / Казан.гос.технол.ун-т; ПТ 3-07).

291. Сагбиев И.Р. ВЧ-плазменная модификация поверхности диэлектрических материалов и тонкопленочных покрытий. — Казань, 2007. — 28 с. (Препринт / Казан.гос.технол.ун-т; ПТ 4-07).

292. Ван Ой В.Дж., ВинингВ.Е. Адгезия к металлическим и органическим волокнам // ВХО им. Д.И. Менделеева 1986. Т1. №1. С.67-72.

293. ЗП.Охотина Н.А., Хусаинов А.Д., Закирова Л.Ю. Основные методы физико-механических испытаний эластомеров: Учебное пособие. Казан.гос.технол.ун-т. — Казань. 2006. 156 с.

294. Промышленный катализ в лекциях №6 / 2006 / Под ред. А.С. Носкова. -М.: Калвис, 2006. 128 с.

295. Пахомов Н.А., Тихов С.Ф., Беспалко Ю.Н. и др. Катализатор дегидрирования низших СЗ С4 парафинов в стационарном слое на новом алюмооксидном керамометаллическом носителе. // Серия. Критические технологии. Мембраны. - 2006, №1(29) - С.38-41.

296. Ильин В.М., Веклов В.А., Павлова И.Н. и др. Изменение свойств алюмохромового катализатора ИМ-2201 при эксплуатации в промышленных блоках дегидрирования изопентана // Катализ в промышленности. — 2005, №4.-С .47-51.

297. Комаров С.М., Котельников Г.Р., Рогозина Н.П. Перемешивание катализатора на секционирующих решетках в реакторе с кипящим слоемдегидрирования парафиновых углеводородов // Катализ в промышленности. -2005, №5.-С .42-47.

298. ДаминевР.Р., Бикбулатов И.Х., ШулаевН.С. и др. Влияние СВЧ-поля на фазовый состав алюмохромового катализатора дегидрирования углеводородов//Катализ в промышленности. — 2003, №4. — С .49-52.

299. Жоров Ю.М. Термодинамика химических процессов. Нефтехимический синтез, переработка нефти, угля и природного газа. М.: Химия, 1985.-464 с.

300. Потанкин Б.В., Русанов В.Д., Фридман А.А. Сверхидеальная закалка продуктов эндоэргических плазмохимических реакций // Тез. докл. IY Всес. симпозиума по плазмохимии. — Днепропетровск, 1984. 214 с.

301. Кружилин Г.Н., Худяков Г.Н. Плазменная газификация углей // Тез. докл. II Всес. совещ. по плазмохимической технологии и аппарато-строению. М., 1977. - Т. 1., С.234-236.

302. Худяков Г.Н. К вопросу о газификации сернистых многозольных топлив // Тез. докл. III Всес. симпозиума по плазмохимии. 24-27 ноября 1979. -М., 1979. С.231-234.

303. Pachkrowski М.М., Ross H.V. Process for separating oil from a naturally occurring mixture./ Pat. 4344839 (US), 1982, Int. CI. C10 Jl/00, H05 HI/42, US CI. 208/11R, 196/121.

304. Рыкалин H.H., Кулагин И.Д., Сорокин Л.М., Гугняк А.Б. Высокочастотный плазмотрон с внешними электродами и продольным продувом газа. //ЖТФ, 1976, т.46, №4, с.730-736.

305. Надиров Н.К., Котов А.В., Федорова Н.В., Ергалиева А.К., Горелкинская С.Н. Методы анализа ванадия и его выделения из нефтей и нефтепродуктов. -М.: ЦНИИТЭнефтехима, 1983. 84 с.

306. Туманов Ю.Н. Современное состояние развития плазменных процессов в технике, технологии и металлургии // Химия плазмы. Вып. 13 / Под ред. Б.М. Смирнова. -М.: Энергоатомиздат, 1986. С.163-206.

307. Мягков В.Д. Краткий справочник конструктора. — Л.: Машиностроение, 1975. — 816 с.

308. Тюряев Н.Я. Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методами дегидрирования. — Киев.: Наук. Думка, 1973

309. А.с. № 1521978 (СССР). Герметизированная система трубопроводного транспорта/ Сагбиев И.Р. и др. — Опубл. в Б.И., 1989, № 42.

310. Патент № 1669485 (РФ). Устройство для разделения газонефтяной смеси/ Сагбиев И.Р. и др. Опубл. в Б.И., 1991, № 30.

311. Патент № 1761193 (РФ). Вертикальный газоотделитель/ Сагбиев И.Р. и др. Опубл. в Б.И., 1992, № 34.

312. Патент № 2003921 (РФ). Устройство для транспортирования и разделения продукции скважин/ Сагбиев И.Р., Махмудов Р.Х., Хамидуллин Ф.Ф., Ахсанов P.P. . Опубл. в Б.И., 1993, № 43-44.

313. Патент № 2004864 (РФ). Устройство для дегазации жидкости/ Ахсанов P.P., Сагбиев И.Р., Тухбатуллин Р.Г., Корчагин П.И.,. Опубл. в Б.И, 1994, № 11.

314. Жданов В.М. Явления переноса в многокомпонентной плазме. -М.:Энергоатомиздат, 1982. 176 с.

315. Основы физики плазмы: В 2-х т. Т.1 / А.Бернштейн, Р.Вайт, Г.Вейтцнер и др.; Под ред. А.А.Галеева и Р.Судана. — М.: Энергоатомиздат,1983.-640 с.

316. Основы физики плазмы: В 2-х т. Т.2 / А.Берс, А.А.Галеев, В.Е.Голан и др.; Под ред. А.А.Галеева и Р.Судана. М.: Энергоатомиздат,1984.-632 с.