Стаціонарні електричні розряди з однорідним випаровуванням електрода у вакуумі та їх застосування в джерелах плазми, іонів і термоіонному напиленні

В третій главі розглядаються розряди з анодом, що випаровується.

Розрядні проміжки . Робоча речовина із Cu, Ni, Cr, Al, Ti, U, Sc, Si та інших матеріалів завантажувалась в тигель чи клалась безпосередньо на мідний чи молібденовий анод [20]. На відстані L_K = (1020) мм від робочої речовини знаходився катод прямого розжарювання. Діаметр катодних кілець 10 мм, діаметр дроту (0,71,0) мм. Радіальне електричне поле могло створюватись холодними вольфрамовими кільцями та циліндром. Кільця розташовувались на відстані (24) мм від катода і мали діаметр (1820) мм. Діаметр циліндра становив 8 см, висота - 10 см. Соленоїд охоплював катод і анод та створював магнітне поле В = (0 0,03) Тл. Іонізація в розрядному проміжку контролювалась струмом I_i на колектор іонів. Розрядний проміжок монтувався переважно в установках УРМ.3.279.014; УВН-83-П1. Граничний вакуум установок 2^.10^-4 Па. Напуск газу відбувався через кільце з отворами, яке розташовувалось над циліндром, чи за допомогою сопла. При металізації хромом сапфірових кілець й інших дрібних деталей використовувався пристрій зі стержневим анодом [21].

Діодний розряд. В першому циклі вимірювань [22,23] досліджувався розряд між катодом й анодом у відсутності інших електродів. Якщо на робочій ділянці V_a не залежить від струму розжарення катода I_н , це - вільний режим роботи катода з від'ємним об'ємним зарядом термоелектронів біля поверхні катода. Він аналогічний відповідному режиму на газах, але відрізняється тим, що V_a більше, ніж на газах, бо визначається насамперед тепловим режимом випаровування анода. Якщо йти по вольт-амперній характеристиці від більших до менших I_a , то вона описується приблизним рівнянням: V_aI_a = W = const, де W - мінімальна потужність горіння розряду. Точніше, потужність W_a, що виділяється на аноді, слабко зростає з ростом I_a при I_a 5 А, зростає тиск пари Р, а швидкість випаровування dm/dt пропорційна до W_a .

Аналогія з розрядом на газах зберігається і у вимушеному режимі роботи катода [23] та при переході в самопідігрівний режим [24]. Значне зростання I_i при I_н0 веде до зростання V_a і швидкого розпорошення катода, тому рідко використовується для інтенсифікації іонізації і випаровування анода в розряді. Просте збільшення I_a також мало збільшує , бо супроводжується зростанням dm/dt, тобто швидкості напилення плівки q. Тому було запропоновано [25,26] для збільшення застосувати додатковий електрод і переходити до тріодних розрядів.

Тріодні розряди. Вплив струму циліндра I_c веде до суттєвого зростання і зберігає інший важливий технологічний параметр q [26]. Ця ж закономірність зберігається і при наявності магнітного поля В, коли розряд називають несамостійним дуговим розрядом у схрещених полях. Нами [23] вперше досліджено вплив потенціалу циліндра V_c на такий розряд, встановлено залежність цього впливу від режиму роботи катода. Параметри I_a, V_a, I_i залежать насамперед від I_c, а не V_c, оскільки поряд із зростаючими кривими I_c(V_c) спостерігались і спадаючі, тобто одному значенню I_c відповідало два значення V_c. Виявлено можливість зриву тріодного розряду радіальним електричним струмом I_c [25], що пов'язано із впливом I_c на величину прианодного стрибка потенціалу V_a [28]. У вільному режимі роботи катода збільшення I_c веде до того, що збільшується струм з катода, провідність розрядного проміжка зростає, а V_a спадає. Це веде до зменшення потужності електронного потоку на аноді, q спадає і розряд зривається. У вимушеному режимі роботи катода при зростанні I_c всі електрони, що вийшли з катода, розібрані анодом і циліндром, провідність плазми падає, q i V_a зростають, постачання робочої речовини в розрядний проміжок збільшується і розряд не гасне. Подібного явища на газах не спостерігалось і це є специфікою тріодного розряду з електродом, що випаровується. Отже, цей розряд має нові властивості, що дозволяє присвоїти йому спеціальну назву, яка відрізняє його від діодного розряду.

Досліджені діаграми напрямленості плазми розрядів з анодом, що випаровується у вакуумі [27]. Найбільш вузькою вона є для діода в магнітному полі й описується залежністю n n₀ cos⁸, де - кут між віссю симетрії розрядного проміжку і напрямком вимірювання концентрації плазми. Накладання V_c V_a на розряд розширює діаграму у два рази (чотири по площі обробки). Найбільш широка діаграма n = n₀ cos⁴ спостерігається в тріодному розряді без магнітного поля [26]. Відмінною рисою даних розрядів від розрядів з катодом, що випаровується, є наявність від'ємного плаваючого потенціалу в закатодному просторі при q 4 нм/с на всьому перерізі плазмового потоку, тобто дані пристрої працюють як прискорювачі плазми до енергій (1010³) еВ, які створюють компенсовані за зарядом іонні потоки [28]. Звідси випливає одне з основних застосувань даного класу розрядів для створення високоадгезійних плівок на діелектриках напилення діелектричних плівок. Підкладинки можуть розташовуватись не тільки над тиглем, а й під робочою речовиною у вигляді стержня [21]. Із рівності ваги краплі і сил поверхневого натягу витікає вираз для швидкості подавання робочої речовини dm/dt, яка задається виразом (1). Якщо dm/dt перевищить праву частину рівняння (1), відбудеться зрив краплі і порушиться стаціонарність горіння розряду.

Для збільшення продуктивності пристроїв їх роблять не циліндричними, а лінійними (двовимірними) [21] ; можливі й інші вдосконалення [3]. Розряди запалюються при напругах V_a, що значно перевищують робочі. Цей недолік ліквідується напуском газу в розрядний об'єм [29], після чого розряд спочатку запалюється на газі і з зростанням його потужності переходить горіти на парі металу та газі. Після цього напуск газу можна припинити, якщо він не потрібен. В режимі роботи розрядів як плазмохімічних реакторів, при напиленні плівок типу нитрида титану, реактивний газ водночас служить і для запалювання розряду. Амбіполярний механізм прискорення плазми з низьким плаваючим потенціалом зберігається і при напуску газу до тисків Р 1 Па [29].

В четвертій главі розглядаються електронно-пучкові розряди.

Пучково-плазмовий розряд. Можливість запалювання пучково-плазмового розряду при взаємодії електронного пучка з твердим тілом у магнітному полі не витікає з теорії пучково-плазмового розряду, яка створена пізніше нашої роботи [30]. Експерименти велись на двох дослідних стендах [30,31]. В стенді №1 магнітне поле створювалось полюсами електромагніта діаметром 1м. Відстань між полюсами - 0,35 м. Індукція магнітного поля В = (0,30,65)Тл. Розряд створювався електронним пучком зі струмом I₀ = (0,12)A й енергією Е₀ = (13) кВ. Іони витягувались дуантом, який становив частину мас-спектрометра Демпстера з поворотом і фокусуванням пучка іонів на кут у 180⁰. Роздільна здатність мас-спектрометра 50. Іони реєструвались циліндром Фарадея, що переміщувався у фокальній площині мас-спектрометра. Мас-зарядовий спектр іонів реєструвався самописцем ЭПП-09.

В стенді №2 [30] розряд створювався всередині котушки електромагніту з індукцією В = (0,050,1) Тл. Робочий вакуум стенда не гірше Р = 1^.10^-3 Па. Параметри електронного пучка ті ж, що і на стенді №1. При запалюванні розряду з'являвся струм іонного пучка I_i й інтенсивне випромінювання в широкому діапазоні частот від радіошумів до оптичних. Розряд запалювався при потужності пучка електронів 0,5-1 кВт і тиску пари над робочою речовиною Р1 Па, незалежно від провідності, хімічної активності, орієнтації твердого тіла по відношенню до пучка, але при подаванні стержня робочої речовини на периферію пучка необхідно виконувати співвідношення (1).

Найбільш ймовірний заряд іонів складав Z_m=2 [32], звідси можна зробити висновок, що одержано сильно іонізовану плазму з 1. На ксеноні Z_m=7. Згідно з [33], Z_m можна вираховувати за формулою (2), яка одержана нами для плазмових систем із ступінчастою іонізацією електронним ударом і рекомбінацією на бокових стінках розрядної камери.

Пучково-плазмові джерела за основними параметрами [33] були близькими до параметрів іонних джерел із несамостійним розрядом Пеннінга, але на відміну від останнього не потребували присутності баластного газу у розрядній камері, що покращувало вакуумні умови у прискорювачі іонів (циклотроні) чи мас-сепараторі, де вони використовувались. Від іонних джерел на основі вакуумно-дугового розряду пучково-плазмові джерела відрізняються значно ширшим набором робочих речовин (зокрема діелектриків) і більш багатим спектром високозарядних іонів [33]. Запалювання пучково-плазмового розряду становить єдиний спосіб іонізації робочої речовини для гармат мегаватного діапазону потужностей [4].

Пучково-магнетронний розряд. Можливість існування розряду при В 0,05 Тл забезпечується, якщо електронний пучок оточити циліндром чи кільцем під додатнім по відношенню до колектора електронів пучка потенціалом V_c 0. Цим ми переходимо до розряду, названого нами пучково-магнетронним [34]. Досліди [35] велись з вертикально орієнтованою зварювальною електронною гарматою У-250 виробництва ІЕЗ ім. Е.О.Патона. Пучок гармати відхилявся поворотним поперечним магнітом [5]. Умови введення електронного пучка з поперечного магніта в повздовжнє до пучка поле електромагніта узгоджувались за допомогою магнітного екрана. Струм пучка становив І₀ =(50-200) мА, енергія Е₀ =(4-15) кВ. Пучок приймався на колектор з робочою речовиною. Конус радіального поля мав середній діаметр 3 см, його потенціал задавався окремим джерелом живлення. Над поперечним магнітом на відстані 18 см від тигля-колектора під потенціалом V_п =200В знаходився утримувач підкладинок, в колі якого вимірювався іонний струм І_і .

Типові залежності струмів конуса І_с і пропорційного йому І_і від індукції В електромагніта при різних V_c вказують на немонотонність кривих І_с(В), І_і(В) і на той факт, що розряд найбільш інтенсивний при В4^.10^-2 Тл [6]. Досить ймовірна причина немонотонності кривих І_с(В), І_і(В) полягає в періодичності фокусування електронного пучка магнітним полем на робочій речовині, якщо пучок входить під невеликим кутом до осі магнітного поля соленоїда. Збільшення інтенсивності розряду при В4^.10^-2 Тл пов'язане із початком запалювання пучково-плазмового розряду. Хід кривих І_с(В), І_і(В) не залежав від провідності робочої речовини (Al, Cu, Al₂O₃:Cr⁺⁺⁺). Це плазмове джерело дозволяло обробляти підкладинки діаметром 14 см [6].

Іонний струм І_і суттєво зростає з ростом V_c 200 В. Далі I_i(V_c) переходить у насичення [6]. Це відрізняє розряд з випаровуванням від розряду на газах [34]. У випадку електронно-променевого зварювання металів у магнітному полі запалювання пучково-магнетронного і пучково-плазмового розрядів небажане, бо на створення плазми витрачається до 1/3 потужності пучка. Накладання радіального електричного поля на пучково-плазмовий розряд розширює діаграму напрямленості потока плазми майже у 2 рази.

Розряд із розжареним катодом. При низьких і середніх потужностях електронних гармат Р10 кВт досить ефективним засобом іонізації пари робочої речовини колектора електронного пучка є введення в потік пари розжареного термокатода. Проте залишались невстановленими оптимальні технологічні режими горіння розряду, необхідні потенціали електродів і конструктивне рішення іонізатора. Ці завдання складають мету дослідів [36], що описуються нижче.

Електронна гармата з потужністю до 10 кВт і відхиленням променя на 270 ⁰ випаровувала робочу речовину у водоохолоджуваному тиглі, який розташовувався між полюсами електромагніта. Власне іонізатор складався з термокатода і штирового анода з потенціалом V_a. Термокатод орієнтувався вздовж одного із полюсів електромагніта. Анод розміщувався навпроти, вздовж другого полюса між тиглем і підкладинкою. Така орієнтація електродів створює оптимальні умови для багаторазової осциляції електронів в розряді між полюсами електромагніта при русі вздовж силових ліній магнітного поля та дрейфовому переміщенні поперек магнітного поля до тих пір, поки електрони в схрещених полях не перехопляться анодом.

Сам електронний пучок викликав іонізацію, яка створювала іонний струм на підкладинку І_і 13 мА. Густина струму на підкладинку становила j 0,2 мА/см². Вмикання анодної напруги V_a = 600 В збільшувало іонізацію у жевріючому розряді до j = 0,8 мА/см². Переходом до розряду з розжареним катодом вже при анодному струмі І_а 2 А досягалось j2 мА/см² і швидкості напилення q = (15-30) нм/с, що прийнятне для технології. Заміна лінійного дроту катода на спіраль дала можливість одержати І_а = 20 А, j = 10 мА/см². У плівках іноді спостерігались домішки Fe з арматури і стінок вакуумної камери. Для зменшення домішок Fe анод заземлили, а на катод подали від'ємний потенціал V_a. Плазма прийняла потенціал, близький до потенціалу вакуумної камери і каруселі. Крім того, плазму оточили екраном під потенціалом катода. Іонне бомбардування екрана в цьому випадку не шкідливе, бо він покритий робочою речовиною. Це ліквідувало домішки Fe. Крім того, при роботі на термоемісійних матеріалах (Ti, Ta, Mo) застосування розжареної спіралі вольфраму збільшило в 1,5 - 2 рази при одних і тих самих I_a тому, що в розряд вдалось вкласти більшу потужність. Технологічна камера мала оригінальні системи чищення підкладинок та сепаратор крапель і теплового випромінювання.

У п`ятій главі розглядається технологія термоіонного напилення.

Розробки технології термоіонного напилення розподіляються на два напрямки, коли ефект досягається або технологічним прийомом, який справедливий для всіх джерел плазми, або вибором конструкції джерела плазми.

Металізація діелектриків. Діелектрична підкладинка кріпиться до колектора іонів спеціальним притискуючим електродом, який знаходиться в потоці плазми металу [37]. На притискуючий електрод подається прискорюючий іони потенціал такої величини, щоб проекційна довжина пробігу R_п іона перевищувала товщину конденсата d_п в момент появи повздовжньої провідності плівки. Провідність з'являється після нанесення 5 - 10 моношарів. При цьому потенціал плівки стає рівним потенціалу притискуючого електроду і деякий час високоенергетичні іони проходять скрізь плівку і проникають у підкладинку. Тим самим створюється перехідний поверхневий шар у діелектрику. Якщо коефіцієнт іонізації плазми в потоці невеликий і процес конденсації суттєво переважає процес іонного розпорошення, час формування перехідного шару t визначається виразом: t = R_п/q, де q - швидкість конденсації плівки. Доза іонів, які формують перехідний шар, становить D_i = j_i*t, де j_i*- густина іонного струму насичення на підкладинку. Для розроблених автором цієї дисертації термоіонних пристроїв t =(10-100) мс і, якщо не прямує до 1, D_i недостатня для забезпечення адгезії. Тому для формування в підкладинці поверхневого провідного шару, крім умови R_п>d_п, необхідно виконати ще одну умову: швидкість розпорошення повинна перевищувати швидкість конденсації плівки. Це еквівалентно виконанню співвідношення >1/S, де S- коефіцієнт саморозпорошення конденсату. При виконанні двох вказаних умов процес металізації йде таким чином: в момент попадання плазми на підкладинку поверхня останньої заряджається до плаваючого потенціалу і ріст плівки відбувається без бомбардування енергетичними іонами. Після появи повздовжньої провідності конденсату починається бомбардування високоенергетичними іонами, відбувається формування перехідного шару підкладинки і розпорошення плівки до моменту зникнення повздовжньої провідності. Далі процес повторюється. Плівку нарощують після створення перехідного шару, коли зменшують потенціал притискуючого електрода. Така металізація шляхом іонного перемішування атомів дозволяє замінити традиційні гальванічні покриття на екологічно чисті [1-3]. Відмінність структури термоіонних плівок від термічних вивчалась в [11,38], де показано, що іонне бомбардування не змінює відстані між атомами в плівці, а збільшення питомої ваги іонних конденсатів порівняно з термічними пов'язане із зменшенням пустот (пор) в їх об'ємі, тобто термоіонні плівки більш щільні, ніж термічні. Для металізації діелектриків спеціально пристосовано плазмові прискорювачі з анодом, що випаровується [39].

Реактивне термоіонне напилення. Необхідність напуску газу в технологічний об'єм може змінювати умови роботи джерел плазми металів чи інших твердих тіл. Зокрема, джерела з випаровуванням робочої речовини з порожнистого катоду можуть працювати тільки у самопідігрівному режимі або розігрівання електронним бомбардуванням тигля-катода треба замінити на термічне. Показано [40], що напуск газу в технологічний об'єм зменшує потенціал запалювання розряду в парі матеріалу анода і спрощує систему його електроживлення. При цьому низький плаваючий потенціал в місці розташування підкладинки зберігається при тисках реактивного газу Р6^.10^-2 Па, тобто даний розряд особливо ефективний у плазмохімічному реакторі для одержання діелектричних плівок без електричних пробоїв, тріщин, проколів, пор й інших дефектів, пов'язаних з поверхневим електричним зарядом діелектрика. Ще раз підтверджено, що синтез нітридів й інших сполук відбувається на поверхні підкладинки при її бомбардуванні іонами, які утворюються в об'ємі розрядного проміжку як з металу, так і з реактивного газу. Це явище використано для відновлення початкової геометрії розпилювальних форсунок всіх типів дизельних двигунів [29,39].

Конкретні технології. В СКТБ з ЕВ НЦ ІЯД налагоджене дрібносерійне виробництво джерел плазми з електродом, що однорідно випаровується у вакуумі [3], а саме: пристрої з порожнистим катодом (ТІН-1), з випаровуваним анодом (ТІН-2) й електронно-променеві з розжареним катодом (ТІН-3). Монтуються плазмові джерела в серійних промислових установках з додатковими джерелами електроживлення. Одночасно з пристроями розроблялись конкретні технології їх застосування за безпосередньою участю автора дисертації [1-4].

Розроблено контактні системи до лавинно-пролітних діодів (ЛПД) і надпровідної кераміки. Застосування вперше одержаного термоіонного золота в технології ЛПД дозволило уникнути дорощування плівок золота електрохімічним шляхом, підняло їх густину і спростило виготовлення. Висока адгезія термоіонних конденсатів розширила діапазон матеріалів, які можуть застосовуватись як ефективні бар'єрні шари, що сповільнюють електродифузію в процесі роботи приладу і тим самим підвищили термін служби діодів. Зменшення теплового опору контактів напівпровідникових приладів дає можливість експлуатувати їх при більш високих потужностях з високою гарантованою надійністю і з високою надійністю виводів після термо-компресійного зварювання.

Густі шари металів (золото, уран), їх адгезія сприяють фотолітографії. Основою рентгеношаблона у виробництві НВІС підвищеного ступеня інтеграції служить вільна мембрана поліаміду чи полікремнію завтовшки 3-5 мкм, на яку наноситься бездефектне щільне золото чи інший метал з високою атомною вагою. Тонкість цього процесу визначається неприйнятністю перегрівання мембран, що досягається як режимом роботи джерела плазми, так і скануванням мембрани-підкладинки.

Термоіонне срібло на внутрішніх поверхнях хвилевід них трактів постійного і змінного перерізів зменшує затухання порівняно з гальванічним покриттям на 30%.

Вже у 1977 р. [29] термоіонне напилення було застосоване в технології радіоізотопних приладів, зокрема при виготовленні метал-тритієвих мішеней генераторів нейтронів. Необхідність такої технології виготовлення плівок (TiH_1,8 ; TiD_1,8 ; TiT_1,8) викликана розтріскуванням і осипанням метала-сорбента при насичуванні воднем, дейтерієм, тритієм. Це порушувало вимоги радіаційної техніки безпеки і зменшувало термін служби мішеней генераторів нейтронів, генераторів уніполярних іонів, нейтралізаторів статичної електрики й інших радіоізотопних приладів. Напилення плазми пари рідкоземельних елементів і титану з іонним бомбардуванням підкладинки запобігало осипанню плівки, однак одночасно на 10% зменшувалась їх сорбційна здатність, оскільки більш щільна плівка метала-сорбента гірше насичувалась ізотопами водню. Тому у сучасній технології радіоізотопних виробів іонне бомбардування підкладинки застосовується тільки на етапі створення високоадгезійного шару металу товщиною (2-5)10^-2 мкм, а потім плівка дорощується до товщин у декілька мікрон, але вже без іонного бомбардування. Така плівка добре сорбує дейтерій або тритій і дає практично той же потік нейтронів або -частинок, що і термічно напилена плівка, але обсипання метала-сорбента виключене.

За допомогою джерел прискореної плазми пари матеріалу анода більш як 10 років тому вирішена проблема напилення лазерних дзеркал з підвищеною променевою і антикорозійною стійкістю. Одержані на цих пристроях плівки нітрида титану використовувались як декоративні на побутових приладах, як антифрикційні в машинобудуванні. Плівки металів і сплавів слугували як термоопори. В цілому, розроблені джерела плазми значно розширюють можливості вакуумно-дугових джерел з асортименту матеріалів, параметрів плазмового потоку, відсутності крапель у потоці. Вони ще будуть вдосконалюватись, спеціалізуватись, автоматизуватись, збільшувати термін безперервної дії, розширювати набір робочих речовин і галузей застосувань.

Основні результати роботи і висновки

Встановлені нові фізичні закономірності розвитку і властивостей розрядів з електродом, що однорідно випаровується у вакуумі. Знайдено, що для підтримання стаціонарного дугового розряду з катодом, який однорідно випаровується у вакуумі, необхідна термоемісія з матеріалу робочої речовини або тигля. Розряд з випаровуванням робочої речовини з порожнистого катода подібний до розряду з витоком газу через порожнину у вакуум.

Доведено, що зміна конфігурації тугоплавкого тигля-катода в стаціонарному дуговому розряді з катодом, що випаровується у вакуумі, зводиться до зміни області прив'язки розряду на катоді, зокрема при наявності перетяжки поперечного перерізу тигля-катода розряд прив'язується до області, близької до перетяжки, а в коаксіальному чи соплоподібному катоді з центральною вставкою - до оберненого до розряду краю центральної частини тигля-катода.

Показано, що енергетичний спектр електронів дугового розряду з порожнистим катодом простягається від плазмових електронів до швидких електронів, емітованих катодом. Емітовані електрони мають енергію в електрон-вольтах, чисельно близьку до падіння анодної напруги. Максимум енергії швидких електронів може мати тонку структуру, яка пов'язана з електронами, що вийшли з бокової і торцевої ділянок катода. Тонка структура відсутня в катодах із насадкою у вигляді сопла Лаваля. Енергетичний спектр іонів дугового розряду з порожнистим катодом має максимум в області енергій, що відповідають анодному падінню напруги на розряді. В циліндричних катодах напівширина максимума становить декілька електрон-вольт і збільшується в катодах з перетяжкою поперечного перерізу.

Експериментально встановлено, що властивості розряду з анодом, що однорідно випаровується електронами з розжареного катода, визначаються режимом роботи катода: вільним чи вимушеним. Залежність коефіцієнта іонізації плазми в потоці від розрядного струму проходить через максимум і не перевищує 0,1.

Суттєвої іонізації в розряді з анодом, що випаровується, можна досягти введенням додаткового електрода і переходом до тріодного розряду, властивості якого також визначаються режимом роботи катода. Знайдено і пояснено ефект зриву тріодного розряду радіальним електричним струмом. Показано, що у вільному режимі роботи катода діодний і тріодний розряди мають у закатодному просторі плаваючий потенціал, який є меншим за потенціал катода незалежно від наявності магнітного поля. Це робить дані розряди особливо перспективними для металізації діелектриків і одержання діелектричних плівок.

Встановлено явище запалювання пучково-плазмового розряду при взаємодії електронного пучка з твердим тілом у повздовжньому магнітному полі В 0,04 Тл та тиску насиченої пари над розплавом Р 1 Па. Мас-зарядовий склад іонів плазми пари визначається рівнянням балансу частинок з іонізацією електронним ударом і рекомбінацією на стінках розрядного проміжку. Найбільш ймовірний заряд іонів в розряді мало залежав від провідності, хімічної активності, способу подачі робочої речовини в межі електронного пучка і становив Z_m=2 для електронних пучків з потужністю (1- 3) кВт і В = (0,3-0,6) Тл.

Встановлено, що оточення електронного пучка циліндром під додатнім відносно колектора електронів потенціалом сприяє запалюванню нового типу розряду, який названо пучково-магнетронним. Для його підтримання електронний пучок треба вміщувати в повздовжнє магнітне поле. В електронно-пучкових розрядах із розжареним катодом в парі робочої речовини найбільша чистота плазми досягається, коли катод має потенціал, менший за потенціал колектора електронного пучка. Крім того, технологічний об'єм оточується екраном під потенціалом катода.

Розроблено фізико-технічні основи роботи і більш ніж 15 конструкцій джерел плазми, іонів, плазмових прискорювачів (плазмо-хімічних реакторів). Вперше розроблено технології одержання термоіонних плівок міді, золота, нітриду титану, дейтеридів, тритідів на конкретні вироби машинобудування, електроніки, мікромеханіки, радіоізотопних приладів і т.п. Розробки впроваджено у виробництво.

Основні роботи з теми дисертації

Саенко В.А. Устройства термоионного осаждения /обзор/. // ПТЭ. -1985. -№3. -С.9-21.

Саенко В.А. Стационарные электрические разряды с испаряющимся в вакууме электродом (обзор) // Теплофизика высоких температур. - 1989. Т.27. -№5. -С.1007-1017.

Саенко В.А. Источники плазмы и ионов с однородно испаряющимся электродом (обзор) // Проблемы специальной электрометаллургии. -1997. -№3. -С.35-60.

Саенко В.А. Интенсивные стационарные электрические разряды с однородно испаряемым в вакууме электродом // Прикладная физика. - 1997. -№4. -С.48-66.

Саенко В.А. Получение плазмы паров металлов // ПТЭ. -1990. -№4. -С.174-176.

Саенко В.А. Стационарные электрические разряды с диффузно испаряемым в вакууме электродом // Вестник КГУ. -1988. -№29. -С.103-107.

Саенко В.А., Деркач А.А. О диффузной привязке разряда с испаряемым в вакууме легкоплавким катодом // Физика плазмы. -1990. -Т.16. - В.11. -С.1381-1385.

Деркач А.А., Саенко В.А. Разряд с диффузно испаряющимся катодом в вакууме // Теплофизика высоких температур. -1991. -Т.29. -№3. - С.378-381.

Саенко В.А., Владимиров А.И., Веремейченко Г.Н. Плазменный испаритель // ПТЭ. -1983. -№4. -С.166-168.

Саенко В.А.. Владимиров А.И., Веремейченко Г.Н. Источник паров металлов с полым катодом.// Физика и химия обработки материалов.-1986.-№2.-С.60-63.

Саенко В.А., Владимиров А.И., Веремейченко Г.Н., Кравацкий В.А. Испарители с полым катодом./ ПТЭ. -1985. -№1. -С.210-215.

Саенко В.А., Деркач А.А., Веремейченко Г.Н. Направленный источник плазмы// ПТЭ.-1991. -№1. -С.179-181.

Деркач А.А., Саенко В.А. Источник плазмы паров металлов с осевым анодом// ПТЭ. -1990. -№6. -С.174 -175

Деркач А.А., Саенко В.А. Распределение электронов по энергиям в разряде с испаряющимся полым катодом// Теплофизика высоких температур.-1991. -Т.29. -№5. -С.840-846.

Саенко В.А., Питателев Г.В., Деркач А.А. Разряд с полым катодом сложной конфигурации// Физика плазмы. -1989. -Т.15. №8. -С1008-1011.

Саенко В.А., Питателев Г.В., Деркач А.А. Разряд с испарением рабочего вещества из полого катода с перетяжкой// Известия СО АН СССР. Серия техн. наук. -1990. -В.2. -С.84-91.

Саенко В.А., Деркач А.А., Борисенко А.Г. Температурные исследования полого катода-тигля в электрическом разряде//Теплофизика высоких температур. -1988. Т.26. -№3. -С.450-454.

Саенко В.А., Деркач А.А. Разрядная камера источника ионов металлов // ПТЭ. -1990. -№4. -С.176-177.

Саенко В.А., Деркач А.А., Веремейченко Г.Н. Источник ионов металов с горячим полым катодом. // ПТЭ. -1987. -№1. -С.154-156.

Владимиров А.И., Горюк С.В., Саенко В.А. Источник плазмы паров металлов. // ПТЭ. -1987. -№2. -С.136-138.

Саенко В.А., Владимиров А.И., Горюк С.В. Устройство термоионного осаждения // Сибирский физико-технический журнал. -1992. -В.1. -С.113-115.

Саенко В.А., Коломиец Н.Ф. Разряд в парах материала анода // Физика и химия обработки материалов. -1984. -№6. -С.38-41.

Саенко В.А., Владимиров А.И., Горюк С.В. Несамостоятельный дуговой разряд с испаряемым анодом в скрещенных E x B полях // Теплофизика высоких температур. -1990. Т.28. -№1. -С.170-172.

Саенко В.А., Борисенко А.Г., Рудницкий В.А. Механизм горения разряда с испаряющимся в вакууме анодом // Материалы ежегодной конференции ИЯИ. -1997. -С.286-290 ; Доповіді НАН України. -1998. -№ 9. -С.95-97.

Саенко В.А., Борисенко А.Г., Рудницкий В.А. О срыве разряда с испаряющимся анодом током дополнительного электрода // Ibid. -С.291-294; Доповіді НАН України. -1998. -№ 10. -С.93-96.

Борисенко А.Г., Кравченко А.В., Саенко В.А. Безмагнитный плазменный металлизатор // ПТЭ. -1992. -№2. -С.257-261.

Борисенко А.Г., Кравченко А.В., Саенко В.А. Формирование диаграммы направленности ионной компоненты плазменного металлизатора диэлектриков // Сибирский физико-технический журнал. -1992. -В.6. -С.78-82.

Саєнко В.А., Борисенко А.Г., Рудніцький В.А. Вплив додаткового електрода на дуговий розряд з випаровуванням анода // УФЖ. -1998. -Т.43, № 8. -С.817-819.

Саенко В.А., Борисенко А.Г., Рудницкий В.А. Реактивное термоионное напыление тонких пленок // ПТЭ. -1998. -№ 3. -С.134-136.

Саенко В.А., Владимиров А.И. Плазменно-пучковый разряд в парах металлов // ЖТФ. -1976. Т.46. -№.12. -С.2523-2528.

Владимиров А.И., Воробьев Е.Д., Саенко В.А., Третьяков Ю.П. Исследование зарядового состава ионов в системе “плазма-пучок”. I. // ЖТФ. -1971. -Т.41. В.6. -С.1141-1145.

Владимиров А.И., Саенко В.А., Третьяков Ю.П. Исследование зарядового состава ионов в системе “плазма-пучок” II. // ЖТФ. -1973. -Т.43. В.8. -С.1652-1655.

Саенко В.А., Владимиров А.И., Третьяков Ю.П. Пучково-плазменный источник ионов // ПТЭ. -1977. -№3. -С.34-38.

Саенко В.А., Касумов М.М. Несамостоятельный разряд в скрещенных полях // ЖТФ. -1974. -Т.44. -И.6. -С.1206-1209.

Кучеренко Е.Т., Саенко В.А. Термоионное осаждение тонких пленок // ПТЭ. -1976. -№3. -С.261-263.

Саенко В.А., Свавильный Н.Е. Ионизаторы к электронно-лучевым испарителям // ПТЭ. -1993. -№2. -С.209-212.

Деркач А.А., Саенко В.А. Вакуумно-плазменная металлизация диэлектриков // ПТЭ. -1991. -№2. -С.211-213.

Владимиров А.И., Куликовский В.Ю., Пилянкевич А.Н., Рокицкий А.А., Саенко В.А., Смирнов В.Н. Структура пленок меди, полученных термоионным осаждением // Поверхность. Физика, химия, механика. -1985. -№ 11. -С.50-53.

Саенко В.А., Борисенко А.Г., Рудницкий В.А. Плазмохимические реакторы синтеза материалов // Проблемы специальной электрометаллургии. -1998. -№ 3. -С.29-34.

Saenko V.A. Discharges with the Electrode Homogeneously Evaporated in Vacuum (DEHEV). // сб. Электроника и связь. -1997. -№2, ч.1. -С.42-44.; Contrib. Papers of the XVIII ISDEIV. Eindhoven, The Netherlands. -1998. -V.2.-P.709-712.

Размещено на Allbest.ru