Оценка энергетической эффективности импульсных источников электронов высоковольтного тлеющего разряда с учетом электродных процессов и параметров анодной плазмы

И.В. Мельник, д-р техн. наук
Национальный технический университет Украины
«Киевский политехнический ин-т»
(Украина, 03056, Киев, пр. Победы, 37, корпус 12, 2203,
тел. (044) 4068292, (044) 4549505, e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)

АННОТАЦИЯ

Предложена методика моделирования энергетической эффективности импульсных источников электронов высоковольтного тлеющего разряда. Методика основана на комплексном анализе физических процессов, протекающих в области катодного падения потенциала и в области анодной плазмы высоковольтного разряда. В результате моделирования установлено, что энергетическая эффективность газоразрядных импульсных источников
электронов зависит от параметров горения вспомогательного разряда и от скважности управляющих импульсов. При соответствующих параметрах вспомогательного разряда эффективность может превышать 90%.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

электронно-лучевые технологии, источник электронов, высоковольтный тлеющий разряд, импульсный режим, энергетическая эффективность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ладохин С.В., Левицкий Н.И., Чернявский В.Б. и др. Электронно-лучевая плавка в литейном производстве. — Киев: «Сталь», 2007. — 605 с.
2. Grechanyuk M.I., Melnyk A.G., Grechanyuk I.M. et al. Modern electron beam technologies and equipment for melting and physical vapor deposition of different materials // Elektrotechnica and Electronica (E+E). — 2014. — Vol. 49, № 5—6. — P. 115—121.
3. Mattausch G., Zimmermann B., Fietzke F. et al. Gas discharge electron sources — proven and novel tools for thin-film technologies // Ibid .—2014. Vol. 49,№5—6.—P. 183—195.
4. Feinaeugle P., Mattausch G., Schmidt S., Roegner F.H. A new generation of plasma-based electron beam sources with high power density as a novel tool for high-rate PVD // Society of Vacuum Coaters. 54-th Annual Technical Conf. Proc., Chicago, 2011. — P. 202—209.
5. Yarmolich D., Nozar P., Gleizer S. et al. Characterization of deposited films and the electron beam generated in the pulsed plasma deposition gun // Japanese Journal of Applied Physics.—2011.— Vol. 50.— 08JD03.
6. Mattausch G., Scheffel B., Zywitzki O. et al. Technologies and tools for the plasma-activated EB high-rate deposition of Zirconia // Elektrotechnica and Electronica (E+E). — 2012. — Vol. 47, № 5—6. — P. 152—158.
7. Мельник И.В. Обобщенная методика моделирования триодных источников электронов высоковольтного тлеющего разряда // Электрон. моделирование. — 2013. — 35, № 4. — С. 93—107.
8. Denbnovetsky S.V., Melnyk V.I., Melnyk I.V., Tugay B.A. Model of control of glow discharge electron gun current for microelectronics production applications // Proceedings of SPIE. Sixth International Conference on «Material Science and Material Properties for Infrared Optoelectronics». — 2003.— Vol. 5065. — P. 64—76.
9. Шиллер З., Гайзиг У., Панцер З. Электронно-лучевая технология. — М.: Энергия, 1980.— 528 с.
10. Рыкалин Н.Н., Зуев И.В., Углов А.А. Основы электронно-лучевой обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1978. — 239 с.
11. Grechanyuk N., Kucherenko P., Grechanyuk I., Shpack P. Modern technologies and equipment for obtaining of new materials and coatings // Elektrotechnica and Electronica (E+E). — 2006.— Vol. 41, № 5—6. — P. 122 128.
12. Pinto T., Buxton A., Neailey K., Barnes S. Surface engineer improvements and opportunities with electron beams // Ibid .— 2014. — Vol. 49, № 5—6. — P. 221— 225.
13. Мельник И.В. Оценка времени увеличения тока высоковольтного тлеющего разряда в триодной электродной системе при подаче управляющих импульсов // Изв. ВУЗов. Радиоэлектроника. — 2013.— 56, № 12. — С. 51—61.
14. Melnyk I.V. Simulation of time of current increasing in impulse triode high voltage glow discharge electron guns // Electrotechnic and Electronic (E +E).—2014.—Vol. 49, №5—6.—P. 254—258.
15. Мельник И.В., Тугай С.Б. Аналитический расчет положения границы анодной плазмы в высоковольтном разрядном промежутке при зажигании вспомогательного разряда // Изв. ВУЗов. Радиоэлектроника. — 2012. — 55, № 11. — С. 50—59.
16. Новиков А.А. Источники электронов высоковольтного тлеющего разряда с анодной плазмой. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 96 с.
17. Завьялов М.А., Крейндель Ю.Е., Новиков А.А., Шантурин Л.П. Плазменные процессы в технологических электронных пушках. — М. : Атомиздат, 1989. — 256 с.
18. Грановский В.Л. Электрический ток в газах. Том 1. Общие вопросы электродинамики газов. — М.-Л.: Гос. изд. технико-теоретич. лит., 1952. — 432 с.
19. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. — М. : Наука, 1987. — 592 с.

МЕЛЬНИК Игорь Витальевич, д-р техн. наук, доцент кафедры электронных приборов и устройств Национального технического университета Украины «Киевский политехнический ин-т». В 1989 г. окончил Киевский политехнический ин-т. Область научных исследований — моделирование электронно-лучевых технологических устройств, теория газового разряда, программирование и теория алгоритмов.

Полный текст: PDF (русский)