2 / 14
formation is shown. The basic guidelines for choosing a scheme of the capacitive
storage for the pulsed plasma accelerator are defined. It is shown that for the
double-stage pulse-periodic plasma system under the atmospheric pressure one or
two-circuits LC capacitive storage is optimal. The main parameters of the developed
technological systems, ensuring generating plasma formations with the speed of
5–6 km/s, are determined.
Keywords
:
pulsed plasma process facility, modification of surface layer properties,
pulse plasma accelerator, calculation methods, electrodynamic model, parameters of
capacity storage.
В настоящее время импульсные сильноточные разряды, генериру-
ющие высокоскоростные плазменные образования, находят примене-
ние для решения различных технологических задач, связанных с мо-
дификацией свойств поверхностных слоев конструкционных материа-
лов. Они используются как для импульсной термообработки поверхно-
стей металлов, так и для технологий высокоскоростного импульсного
напыления. Однако существующие источники высокоэнергетических
импульсных плазменных потоков нормально функционируют либо в
вакууме, либо в условиях пониженного давления окружающей сре-
ды (1. . . 10 торр) [1–3]. Создание плазменных установок, работающих
в среде атмосферного давления, связано с трудностями организации
импульсного разряда при относительно низких начальных напряжени-
ях и с высокой (до 5 Гц) частотой повторения импульсов.
Одним из направлений при создании технологических устано-
вок, генерирующих высокоэнергетические импульсные плазменные
образования, работающих при нормальных атмосферных давлени-
ях, является применение двухступенчатых импульсно-периодических
плазменных установок (ИППУ).
В качестве первой ступени ИППУ в одних случаях [4] используют-
ся специальные импульсные генераторы плазмы (ИГП), в других [5] —
постоянно работающая система стационарных плазмотронов (ССП).
Плазменные системы первой ступени создают плазму пониженной
(относительно плотности окружающей атмосферы) плотности в элек-
тродном канале коаксиального импульсного плазменного ускорителя
(ИПУ), являющегося во всех случаях второй ступенью ИППУ.
Известные экспериментальные данные [4, 5] показывают, что пред-
варительное создание разреженной низкотемпературной плазмы в ка-
нале ИПУ обеспечивает, во-первых, возможность относительно низ-
ковольтного пробоя, во-вторых, снижение массы ускоряемого плаз-
менного образования при мощном сильноточном импульсном разряде
ИПУ и, в-третьих, отсутствие эффекта спицеобразования и формиро-
вание плазменного образования с азимутальной симметрией.
В этой подготовленной среде низкотемпературной плазмы осуще-
ствляется мощный импульсный разряд, инициируемый в начале элек-
тродного канала. Формирующееся при разряде плазменное образо-
вание распространяется под действием электромагнитных (и газоди-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 87