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: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.)

АННОТАЦИЯ

Запропоновано методику моделювання енергетичної ефективності імпульсних джерел електронів високовольтного тліючого розряду. Методика базована на комплексному анал ізі фізичних процесів, що протікають в області катодного падіння потенціалу та в області анодної плазми високовольтного розряду. В результаті моделювання встановлено, що енергетична ефективність газорозрядних імпульсних джерел електронів залежить від параметрів горіння допоміжного розряду та від шпаруватості керувальних імпульсів. За умови відповідних параметрів допоміжного розряду ефективність може перевищувати 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)