[go: up one dir, main page]

RU2799184C1 - Method for generating low-temperature plasma in narrow extended metal tubes - Google Patents

Method for generating low-temperature plasma in narrow extended metal tubes Download PDF

Info

Publication number
RU2799184C1
RU2799184C1 RU2022124577A RU2022124577A RU2799184C1 RU 2799184 C1 RU2799184 C1 RU 2799184C1 RU 2022124577 A RU2022124577 A RU 2022124577A RU 2022124577 A RU2022124577 A RU 2022124577A RU 2799184 C1 RU2799184 C1 RU 2799184C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
cavity
tube
glow discharge
self
Prior art date
Application number
RU2022124577A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Юрьевич Бакеев
Алексей Александрович Зенин
Александр Сергеевич Климов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники"
Application granted granted Critical
Publication of RU2799184C1 publication Critical patent/RU2799184C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: plasma technology.
SUBSTANCE: invention relates to means for generating low-temperature plasma in long narrow metal tubes by means of a gas discharge in a medium vacuum. The generation method consists in igniting a non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode, which is a metal tube. A non-self-sustained glow discharge is initiated and maintained by injection of a focused beam of accelerated electrons into the tube under medium vacuum conditions.
EFFECT: ensuring the generation of low-temperature plasma in the cavity of a tube with a transverse dimension of 8 to 15 mm and a length of up to 300 mm by igniting a non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode, provided by injection of an accelerated electron beam into the cavity.
1 cl, 2 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к плазменной технике, а точнее, к средствам для генерации низкотомпературной плазмы в узких протяженных металлических трубках посредством газового разряда в среднем вакууме. Изобретение может найти применение для ионно-плазменной обработки внутренней поверхности полостей металлических изделий, такой как очистка поверхности от примесей промышленного характера и упрочнения поверхности посредством ионно-плазменного азотирования, оксидирования или цементирования широкого спектра металлов и сплавов.The invention relates to plasma technology, and more specifically, to means for generating low-temperature plasma in long narrow metal tubes by means of a gas discharge in a medium vacuum. The invention can be used for ion-plasma treatment of the inner surface of the cavities of metal products, such as surface cleaning from industrial impurities and surface hardening by ion-plasma nitriding, oxidation or cementing of a wide range of metals and alloys.

Известно множество [1-3] газоразрядных систем, предназначенных для генерации низкотемпературной плазмы, оказывающей ионно-химическое воздействие на поверхность металлических изделий, отличающихся как диапазоном давления рабочего газа и режимом обработки (постоянный или высокочастотный), так и способом генерации плазмы и нагрева в процессе модификации обрабатываемой поверхности [1-3]. Однако большинство данных систем успешно применяется для модификации лишь внешних поверхностей изделий.There are many [1-3] gas-discharge systems designed to generate low-temperature plasma that has an ion-chemical effect on the surface of metal products, differing both in the working gas pressure range and processing mode (constant or high-frequency), and in the method of plasma generation and heating in the process. modification of the treated surface [1-3]. However, most of these systems are successfully used to modify only the outer surfaces of products.

Генерация плазмы в узких протяженных полостях металлических трубок поперечным размером в несколько миллиметров и длиной в десятки сантиметров требует совокупного решения проблем проникновения плазмы в полость и обеспечения ее однородности по всей длине полости. Обе эти проблемы осложнены тем фактором, что газоразрядная плазма отделена от обрабатываемого изделия, на которое подается отрицательный относительно плазмы потенциал, слоем пространственного заряда, препятствующим как проникновению плазмы в полость, так и ее дальнейшему распространению. Именно поэтому заполнение узкой протяженной полости однородной по всей длине газовой плазмой возможно лишь при обеспечении условий дополнительной ионизации рабочего газа непосредственно внутри полости.Plasma generation in narrow extended cavities of metal tubes with a transverse size of several millimeters and a length of tens of centimeters requires a joint solution of the problems of plasma penetration into the cavity and ensuring its uniformity along the entire length of the cavity. Both of these problems are complicated by the fact that the gas-discharge plasma is separated from the workpiece, which is supplied with a potential negative relative to the plasma, by a space charge layer that prevents both the penetration of the plasma into the cavity and its further propagation. That is why the filling of a narrow extended cavity with a gaseous plasma uniform along its entire length is possible only if conditions for additional ionization of the working gas directly inside the cavity are provided.

Известен способ [4], в котором генерация плазмы в полости металлической трубы осуществляется магнетронным разрядом, зажигаемым между внутренней поверхностью трубы и дополнительным разрядным электродом - анодом, расположенным на оси трубы. Инициирование вакуумного магнетронного разряда между электродами производится путем создания разности потенциалов между катодом-изделием, изготовленным из немагнитной нержавеющей стали, и анодом, изготовленным из немагнитного материала с длиной не меньше длины обрабатываемого изделия, при наложении на разрядную зону скрещенного с электрическим магнитного поля, создаваемого соленоидом, окружающим трубу. Недостатком такого подхода является ограничение минимального диаметра внутренней поверхности трубы из-за необходимости монтирования внутренних дополнительных электродов.There is a known method [4], in which the generation of plasma in the cavity of a metal pipe is carried out by a magnetron discharge ignited between the inner surface of the pipe and an additional discharge electrode - an anode located on the axis of the pipe. The initiation of a vacuum magnetron discharge between the electrodes is carried out by creating a potential difference between the cathode-product made of non-magnetic stainless steel and the anode made of non-magnetic material with a length not less than the length of the workpiece, when applied to the discharge zone of a magnetic field crossed with an electric magnetic field created by a solenoid surrounding the pipe. The disadvantage of this approach is the limitation of the minimum diameter of the inner surface of the pipe due to the need to mount internal additional electrodes.

В отсутствии дополнительных внутренних электродов, генерация плазмы в узкой полости металлического изделия может производиться путем зажигания газового разряда при высоких давлениях рабочего газа. Так, известен способ [5], в котором плазма внутри трубки генерируется аномальным тлеющим разрядом при давлениях рабочего газа в несколько сотен паскалей. Наработка газовой плазмы в полости, образуемой металлическими стенками, усиливается благодаря возникновению эффекта полого катода. Минимальный диаметр обрабатываемой полости, представленной в качестве примера азотирования [6], составляет 6 мм с аспектным отношением (отношение протяженности полости к ее диаметру) 50. К недостатку описанного метода можно отнести тот факт, что при давлениях в сотни паскалей генерируемая в полости трубки плазма оказывает слабое воздействие на внутренние стенки трубки. Это обусловлено тем, что ионы из плазмы приходят на обрабатываемую поверхность с энергией, не превышающей несколько десятков эВ вне зависимости от ее потенциала, что вызвано достаточно малой длиной свободного пробега ускоряемых ионов при рабочих давлениях порядка ста паскалей. Такие низкоэнергетичные ионы обладают слабой способностью к травлению, что в том числе сказывается в виде осложнения модификации поверхности путем азотирования из-за образования оксидного слоя на поверхности, препятствующего поступлению азота вглубь металла. In the absence of additional internal electrodes, plasma generation in a narrow cavity of a metal product can be carried out by ignition of a gas discharge at high pressures of the working gas. Thus, there is a method [5], in which the plasma inside the tube is generated by an anomalous glow discharge at working gas pressures of several hundred Pascals. The production of gas plasma in the cavity formed by the metal walls is enhanced due to the appearance of the hollow cathode effect. The minimum diameter of the processed cavity, presented as an example of nitriding [6], is 6 mm with an aspect ratio (the ratio of the length of the cavity to its diameter) of 50. has little effect on the inner walls of the tube. This is due to the fact that ions from the plasma come to the treated surface with an energy not exceeding several tens of eV, regardless of its potential, which is caused by a rather short mean free path of the accelerated ions at operating pressures of the order of one hundred Pascals. Such low-energy ions have a weak ability to etch, which, among other things, affects the surface modification by nitriding due to the formation of an oxide layer on the surface, which prevents the penetration of nitrogen deep into the metal.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению, взятым качестве прототипа, является способ генерации плазмы в трубках путем зажигания несамостоятельного тлеющего разряда с полым катодом в среднем вакууме [7]. В данном способе генерация плазмы несамостоятельным тлеющим разрядом обеспечивается при подаче напряжения между трубкой, используемой в качестве полого катода, и вольфрамового стержня, монтируемого посредством изолятора с одного конца трубки и выполняющего роль анода. Инициирование и поддержание горения тлеющего разряда при столь низком давлении обеспечивается путем инжекции низкоэнергитичных электронов в полость со стороны трубки, противоположной аноду. При этом инжекция электронов осуществляется из вспомогательной плазмы, отделяемой от внутренней полости трубки вольфрамовой сеткой, перекрывающий торец трубки. Генерация вспомогательной плазмой, являющей источником инжектируемых в полость низкоэнергитичных электронов, производится несамостоятельным дуговым разрядом плазменного генератора ПИНК (плазменный источник с накаленным катодом) с комбинируемым накаливаемым и полым катодом. Повышение эффективности в подобных системах, помимо снижения парциального давления кислорода, вызвано возможностью производить более эффективную очистку поверхности от оксидных слоев ионами с высокой энергией, определяемой приложенным отрицательным напряжением смещения, так как при данных давлениях ионы проходят прикатодный слой с низкой вероятностью столкновения. Кроме того, при плазменном азотировании наблюдается повышение эффективности насыщения поверхности по сравнению с повышенными давлениями, связанное с более интенсивной наработкой в плазме разряда низкого давления активных частиц атомарного азота вблизи обрабатываемой поверхности. В [7] представлены результаты применения плазмы, генерируемой в полости металлической трубки несамостоятельным разрядом с полым катодом, для плазменного азотирования внутренней поверхности трубки из стали марки 12Х18Н10Т с внутренним диаметром 25 мм и длиной 300 мм. К недостаткам данного метода можно отнести низкую энергию инжектируемых в полость металлической трубки электронов, определяемую потенциалом вспомогательной плазмы относительно трубки и составляющую несколько электронвольт. Основная же работа по ускорению этих электронов в полости и ионизации ими рабочего газа осуществляется источником питания тлеющего разряда. Для внутренних диаметров трубок менее 25 мм обеспечиваемого уровня ионизации инжектируемыми в полость низкоэнергитичными электронами, ускоряемыми источником питания тлеющего разряда, недостаточно для инициирования разряда.The closest analogue to the proposed technical solution, taken as a prototype, is a method for generating plasma in tubes by igniting a non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode in medium vacuum [7]. In this method, plasma generation by a non-self-sustained glow discharge is provided by applying voltage between the tube used as a hollow cathode and a tungsten rod mounted by means of an insulator at one end of the tube and acting as an anode. The initiation and maintenance of glow discharge combustion at such a low pressure is provided by injection of low-energy electrons into the cavity from the side of the tube opposite to the anode. In this case, the injection of electrons is carried out from the auxiliary plasma, which is separated from the inner cavity of the tube by a tungsten grid covering the end of the tube. Generation by an auxiliary plasma, which is a source of low-energy electrons injected into the cavity, is produced by a non-self-sustained arc discharge of a PINK plasma generator (plasma source with a heated cathode) with a combined heated and hollow cathode. An increase in efficiency in such systems, in addition to a decrease in the partial pressure of oxygen, is caused by the possibility of more efficient cleaning of the surface from oxide layers by ions with high energy, determined by the applied negative bias voltage, since at these pressures the ions pass through the cathode layer with a low probability of collision. In addition, during plasma nitriding, an increase in the efficiency of surface saturation is observed in comparison with elevated pressures, which is associated with a more intensive production of active particles of atomic nitrogen in the low-pressure discharge plasma near the treated surface. The paper [7] presents the results of using plasma generated in the cavity of a metal tube by a non-self-sustained discharge with a hollow cathode for plasma nitriding of the inner surface of a tube made of 12Kh18N10T steel with an inner diameter of 25 mm and a length of 300 mm. The disadvantages of this method include the low energy of electrons injected into the cavity of a metal tube, which is determined by the potential of the auxiliary plasma relative to the tube and amounts to several electron volts. The main work on the acceleration of these electrons in the cavity and the ionization of the working gas by them is carried out by the glow discharge power source. For internal tube diameters less than 25 mm, the level of ionization provided by low-energy electrons injected into the cavity and accelerated by a glow discharge power source is insufficient to initiate a discharge.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение генерации низкотемпературной плазмы в полости узкой протяженной трубки с поперечным размером в от 8 до 15 мм и протяженностью до 300 мм путем зажигания несамостоятельного тлеющего разряда с полым катодом, обеспечиваемого инжекцией в полость пучка ускоренных электронов.The technical result of the present invention is to ensure the generation of low-temperature plasma in the cavity of a narrow elongated tube with a transverse dimension of 8 to 15 mm and a length of up to 300 mm by igniting a non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode, provided by injection of an accelerated electron beam into the cavity.

Технический результат достигается тем, что при подаче отрицательного относительно стенок вакуумной камеры напряжения на узкую протяженную металлическую трубку, генерация низкотемпературной плазмы в полости трубки обеспечивается несамостоятельным тлеющим разрядом с полым катодом, инициирование и поддержание которого, в отличие от прототипа, осуществляется инжекцией в полость сфокусированного пучка ускоренных электронов, генерируемого форвакуумным плазменным источником. В такой системе ионизация рабочего газа в полости металлической трубки осуществляется как тлеющим разрядом, так и пучком ускоренных электронов, благодаря чему обеспечивается поддержание тлеющего разряда в полости с диаметром от 8 до 15 мм. The technical result is achieved by the fact that when a negative voltage relative to the walls of the vacuum chamber is applied to a narrow extended metal tube, the generation of low-temperature plasma in the cavity of the tube is provided by a non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode, the initiation and maintenance of which, unlike the prototype, is carried out by injection into the cavity of a focused beam accelerated electrons generated by a forevacuum plasma source. In such a system, the ionization of the working gas in the cavity of a metal tube is carried out both by a glow discharge and by an accelerated electron beam, which ensures the maintenance of a glow discharge in a cavity with a diameter of 8 to 15 mm.

Схема реализации предлагаемого способа генерации плазмы в узкой протяженной полости, ограниченной металлическими стенками, изображена на рисунке (фиг. 1).The scheme for implementing the proposed method for generating plasma in a narrow extended cavity bounded by metal walls is shown in the figure (Fig. 1).

Предлагаемый способ реализуют следующим образом. В вакуумную камеру 1 помещается металлическая трубка 2 диаметром от 8 до 15 миллиметров и протяженностью 300 мм, электрически изолированная от стенок вакуумной камеры. На верхнем фланце вакуумной камеры 1 установлен форвакуумный источник 3 сфокусированного пучка ускоренных электронов. Вакуумная камера 1 откачивается механическим насосом 4 до среднего вакуума (5-7 Па). На металлическую трубку 2 подается относительно стенок вакуумной камеры отрицательное напряжение посредством источника питания несамостоятельного тлеющего разряда 5. При включении форвакуумный источник 3 генерирует сфокусированный пучок ускоренных электронов 6 с энергией 5 – 20 кэВ и током 10-50 мА при диаметре пучка в кроссовере менее 1 мм, инжектируемый в полость трубки 2. Сфокусированный пучок ускоренных электронов 6 производит ионизацию рабочего газа в полости металлической трубки 2, в результате которой зажигается несамостоятельный тлеющий разряд с полым катодом между трубкой 2 и стенками вакуумной камеры, усиливающий процессы ионизации в полости трубки 2. Образуемая за счет ионизации рабочего газа ускоренными электронами сфокусированного пучка 6 и несамостоятельным тлеющим разрядом с полым катодом низкотемпературная плазма 7 может использоваться для ионно-плазменной очистки внутренней поверхности полых изделий или для плазменной модификации внутренних поверхностей.The proposed method is implemented as follows. In the vacuum chamber 1 is placed a metal tube 2 with a diameter of 8 to 15 millimeters and a length of 300 mm, electrically isolated from the walls of the vacuum chamber. On the upper flange of the vacuum chamber 1, a forevacuum source 3 of a focused beam of accelerated electrons is installed. The vacuum chamber 1 is pumped out by a mechanical pump 4 to a medium vacuum (5-7 Pa). A negative voltage is applied to the metal tube 2 relative to the walls of the vacuum chamber by means of a non-self-sustained glow discharge power supply 5. When switched on, the fore-vacuum source 3 generates a focused beam of accelerated electrons 6 with an energy of 5–20 keV and a current of 10–50 mA with a beam diameter in the crossover of less than 1 mm , injected into the cavity of tube 2. A focused beam of accelerated electrons 6 ionizes the working gas in the cavity of metal tube 2, as a result of which a non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode is ignited between tube 2 and the walls of the vacuum chamber, which enhances the ionization processes in the cavity of tube 2. Due to the ionization of the working gas by the accelerated electrons of the focused beam 6 and non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode, low-temperature plasma 7 can be used for ion-plasma cleaning of the inner surface of hollow products or for plasma modification of the inner surfaces.

ПримерExample

Генерация плазмы в узкой протяженной полости была осуществлена для трубок длиной 300 мм и внутренним диаметром полости 15 и 8 мм. В качестве рабочего газа использовались аргон при давлении 5 Па для трубки диаметром 15 мм и азот при давлении 7 Па для трубки диаметром 8 мм. Энергия электронов в пучке составляла 15 кэВ, то пучка – 25 мА. Для визуального наблюдения свечения генерируемой плазмы в полости в трубке были выполнены протяженные отверстия, перекрытые мелкоструктурной сеткой. Фотографии свечения плазмы, заполняющей полости трубок, представлены на рис. (Фиг. 2). Как видно из фотографий свечений, представленным способом обеспечивается генерация низкотемпературной плазмы практически по всему объему полостей. Plasma generation in a narrow extended cavity was carried out for tubes with a length of 300 mm and an inner cavity diameter of 15 and 8 mm. Argon at a pressure of 5 Pa for a tube with a diameter of 15 mm and nitrogen at a pressure of 7 Pa for a tube with a diameter of 8 mm were used as the working gas. The energy of electrons in the beam was 15 keV, while the energy of the beam was 25 mA. For visual observation of the glow of the generated plasma in the cavity, extended holes were made in the tube, covered with a fine-grained grid. Photographs of the glow of the plasma filling the cavities of the tubes are shown in Figs. (Fig. 2). As can be seen from the photographs of the glows, the presented method ensures the generation of low-temperature plasma over almost the entire volume of the cavities.

ЛитератураLiterature

[1] Пат. RU 2095462 C1, Российская Федерация, МПК C23C 8/36. СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ В ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ / Будилов В.В., Киреев Р.М., Шехтман С.Р.; заявитель и патентообладатель Уфимский государственный авиационный технический университет, Будилов Владимир Васильевич, Киреев Радик Маратович, Шехтман Семен Романович. - № 94039147/02; заявл. 17.10.1994; опубл. 10.11.1997.[1] Pat. RU 2095462 C1, Russian Federation, IPC C23C 8/36. METHOD OF NITROGEN PRODUCTS IN GLOW DISCHARGE / Budilov V.V., Kireev R.M., Shekhtman S.R.; applicant and patent holder Ufa State Aviation Technical University, Budilov Vladimir Vasilyevich, Kireev Radik Maratovich, Shekhtman Semyon Romanovich. - No. 94039147/02; dec. 10/17/1994; publ. 11/10/1997.

[2] Пат. RU 2590439 C1, Российская Федерация, МПК C23C 8/36, C23C 14/06. СПОСОБ АЗОТИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТАЛИ В ПЛАЗМЕ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА / Федоров А.А., Шапошникова Т.Л., Гаврилов А.И.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU). - № 2015103491/02; заявл. 03.02.2015; опубл. 10.07.2016, Бюл. № 19.[2] Pat. RU 2590439 C1, Russian Federation, IPC C23C 8/36, C23C 14/06. METHOD FOR NITRIDING STEEL PRODUCTS IN GLOW DISCHARGE PLASMA / Fedorov A.A., Shaposhnikova T.L., Gavrilov A.I.; applicant and patent holder Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Kuban State Technological University" (FGBOU VO "KubGTU") (RU). - No. 2015103491/02; dec. 02/03/2015; publ. 07/10/2016, Bull. No. 19.

[3] Пат. RU 2691026 C1, Российская Федерация, МПК C23C 8/36, C23C 14/35, C23C 14/48. СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОГО ПЛАЗМЕННОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ / Писарев А.А., Степанова Т.В., Мозгрин Д.В., Казиев А.В., Тумаркин А.В., Харьков М.М., Колодко Д.В., Леонова К.А., Дробинин В.Е.; заявитель и патентообладатель федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) (RU). - № 2017140100; заявл. 17.11.2017; опубл. 29.10.2018 Бюл. № 31.[3] Pat. RU 2691026 C1, Russian Federation, IPC C23C 8/36, C23C 14/35, C23C 14/48. METHOD FOR COMBINED PLASMA HARDENING OF THE SURFACE OF PRODUCTS FROM TITANIUM ALLOYS / Pisarev A.A., Stepanova T.V., Mozgrin D.V., Kaziev A.V., Tumarkin A.V., Kharkov M.M., Kolodko D.V. ., Leonova K.A., Drobinin V.E.; applicant and patent holder Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Education "National Research Nuclear University "MEPhI" (NRNU MEPhI) (RU). - No. 2017140100; filed 17.11.2017; published 29.10.2018 Bull. No. 31.

[4] Пат. RU 2039845 C1, Российская Федерация, МПК C23C 14/35. СПОСОБ ВАКУУМНОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ / Гончаренко И.М., Окс Е.М., Чагин А.А.; заявитель и патентообладатель Институт сильноточной электроники СО РАН. - № 5054026/21; заявл. 08.07.1992; опубл. 20.07.1995.[4] Pat. RU 2039845 C1, Russian Federation, IPC C23C 14/35. METHOD FOR VACUUM TREATMENT OF THE INNER SURFACE OF PIPES / Goncharenko I.M., Oks E.M., Chagin A.A.; applicant and patentee Institute of High-Current Electronics SB RAS. - No. 5054026/21; dec. 07/08/1992; publ. 07/20/1995.

[5] Пат. RU 2671522 C1, Российская Федерация, МПК C23C 16/34, C23C 16/513. Способ плазменного упрочнения внутренней цилиндрической поверхности / Писарев А.А., Мозгрин Д.В., Борисюк Ю.В., Орешникова Н.М., Степанова Т.В.; заявитель и патентообладатель Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "РОСАТОМ" (RU), Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" (АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ") (RU). - № 2017129030; заявл. 14.08.2017; опубл. 01.11.2018, Бюл. № 31.[5] Pat. RU 2671522 C1, Russian Federation, IPC C23C 16/34, C23C 16/513. The method of plasma hardening of the inner cylindrical surface / Pisarev A.A., Mozgrin D.V., Borisyuk Yu.V., Oreshnikova N.M., Stepanova T.V.; applicant and patent holder the Russian Federation, on behalf of which the State Corporation for Atomic Energy "ROSATOM" (RU), Joint Stock Company "State Scientific Center of the Russian Federation Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research" (JSC "SRC RF TRINITI") (RU) acts. - No. 2017129030; dec. 08/14/2017; publ. 11/01/2018, Bull. No. 31.

[6] Borisyuk Y.V., Mozgrin D.V., Oreshnikova N.M., Berdnikova M.M., & Pisarev A.A. (2018). Nitriding of internal cylindrical surfaces in abnormal glow discharge. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 12(3), 603-606.[6] Borisyuk Y.V., Mozgrin D.V., Oreshnikova N.M., Berdnikova M.M., & Pisarev A.A. (2018). Nitriding of internal cylindrical surfaces in abnormal glow discharge. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 12(3), 603-606.

[7] Ignatov D.Y., Lopatin I.V., Denisov V.V., Koval N.N., & Ahmadeev, Y.H. (2020). Generation of Plasma in Non-Self-Sustained Glow Discharge With Hollow Cathode for Nitriding Inner Surfaces of Elongated and Complex Shaped Cavities. IEEE Transactions on Plasma Science, 48(6), 2050-2059.[7] Ignatov D.Y., Lopatin I.V., Denisov V.V., Koval N.N., & Ahmadeev, Y.H. (2020). Generation of Plasma in Non-Self-Sustained Glow Discharge With Hollow Cathode for Nitriding Inner Surfaces of Elongated and Complex Shaped Cavities. IEEE Transactions on Plasma Science, 48(6), 2050-2059.

Claims (1)

Способ генерации низкотемпературной плазмы в металлических трубках c поперечным размером от 8 до 15 мм и протяженностью до 300 мм, заключающийся в зажигании несамостоятельного тлеющего разряда с полым катодом, в роли которого выступает металлическая трубка, отличающийся тем, что инициирование и поддержание несамостоятельного тлеющего разряда осуществляется инжекцией в трубку сфокусированного пучка ускоренных электронов в условиях среднего вакуума.A method for generating low-temperature plasma in metal tubes with a transverse dimension of 8 to 15 mm and a length of up to 300 mm, which consists in igniting a non-self-sustained glow discharge with a hollow cathode, which is a metal tube, characterized in that the initiation and maintenance of a non-self-sustained glow discharge is carried out by injection into the tube of a focused beam of accelerated electrons under medium vacuum conditions.
RU2022124577A 2022-09-19 Method for generating low-temperature plasma in narrow extended metal tubes RU2799184C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799184C1 true RU2799184C1 (en) 2023-07-04

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU227743U1 (en) * 2023-12-27 2024-08-01 Общество с ограниченной ответственностью "Имбиоком" ELECTRODE FOR ION-PLASMA TREATMENT OF THE EXTERNAL SURFACE OF A PERIPHERAL VENOUS CATHETER CANNULA

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2039845C1 (en) * 1992-07-08 1995-07-20 Институт сильноточной электроники СО РАН Inner surface vacuum treatment method
CN102234756A (en) * 2011-06-21 2011-11-09 山东省潍坊生建机械厂(集团) Novel glow ion nitriding equipment
RU2671522C1 (en) * 2017-08-14 2018-11-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of internal cylindrical surface plasma strengthening

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2039845C1 (en) * 1992-07-08 1995-07-20 Институт сильноточной электроники СО РАН Inner surface vacuum treatment method
CN102234756A (en) * 2011-06-21 2011-11-09 山东省潍坊生建机械厂(集团) Novel glow ion nitriding equipment
RU2671522C1 (en) * 2017-08-14 2018-11-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method of internal cylindrical surface plasma strengthening

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.А.БУРДОВИЦИН и др. "Форвакуумные плазменные источники электронов", изд. Томского университета, 2014, с.202-204, 208-210. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU227743U1 (en) * 2023-12-27 2024-08-01 Общество с ограниченной ответственностью "Имбиоком" ELECTRODE FOR ION-PLASMA TREATMENT OF THE EXTERNAL SURFACE OF A PERIPHERAL VENOUS CATHETER CANNULA

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5015493A (en) Process and apparatus for coating conducting pieces using a pulsed glow discharge
Vintizenko et al. Hollow-cathode low-pressure arc discharges and their application in plasma generators and charged-particle sources
US6246059B1 (en) Ion-beam source with virtual anode
Koval et al. Electron sources with plasma grid emitters: progress and prospects
Antonovich et al. Plasma emission systems for electron-and ion-beam technologies
Vorobyov et al. Investigation of the stability of the electron source with a multi-aperture plasma emitter generating a large cross-section electron beam
RU2413033C2 (en) Procedure for plasma nitriding item out of steel or non-ferrous alloy
RU2799184C1 (en) Method for generating low-temperature plasma in narrow extended metal tubes
Oks et al. Vacuum arc gas/metal ion sources with a magnetic field
RU87065U1 (en) DEVICE FOR CREATING A HOMOGENEOUS GAS DISCHARGE PLASMA IN LARGE VOLUME TECHNOLOGICAL VACUUM CAMERAS
RU116733U1 (en) DEVICE FOR CREATING A HOMOGENEOUS DISTRIBUTED GAS DISCHARGE PLASMA IN LARGE VACUUM VOLUMES OF TECHNOLOGICAL INSTALLATIONS
Denisov et al. Low-temperature plasma source based on a cold hollow-cathode arc with increased service life
RU2116707C1 (en) Device for generation of low-temperature gas- discharge plasma
Bakeev et al. Operation Features of a Nonself-Sustained Glow Discharge in a Tube Initiated by a Focused Electron Beam in the Forevacuum Pressure Range
Borisov et al. Effective processes for arc-plasma treatment in large vacuum chambers of technological facilities
JPH01302645A (en) Discharging device
Bakeev et al. Focused electron beam transport through a long narrow metal tube at elevated pressures in the forevacuum range
Akhmadeev et al. Plasma sources based on a low-pressure arc discharge
Vorobyov et al. Formation and transportation of an intense sub-millisecond electron beam in a longitudinal magnetic field in the source with a mesh plasma cathode
Devyatkov et al. Equipment for pulsed thermal treatment of the surfaces of materials by a low-energy electron beam
RU2725788C1 (en) Device for surface treatment of metal and metal-ceramic articles
RU165688U1 (en) GAS DISCHARGE PLASMA GENERATOR WITH LOW PRESSURE OF IGNITION DISCHARGE
Kazakov et al. Formation of pulsed large-radius electron beam in the forevacuum pressure range by a plasma-cathode source based on arc discharge
Shin et al. The deflection of a wide electron beam from the longitudinal axis of the source with a plasma cathode and plasma anode
Skalyga et al. Status of new developments in the field of high-current gasdynamic ECR ion sources at the IAP RAS