Электродуговой плазмотрон для высокопроизводительного синтеза алмазных покрытий

Abstract

Проведены испытания электродугового плазмотрона с газовихревой стабилизацией дуги и с комбинированной фиксацией длины дуги (газодинамической и магнитной). Использование дополнительной магнитной стабилизации длины дуги позволило значительно снизить случайные колебания температуры подложки с ±10 ºС без магнита до ±2 ºС с магнитом. Показано, что плазмотрон может работать в двух режимах: в режиме аномального расширения плазменной струи и в режиме отсутствия её расширения. Максимальные величины эффективности синтеза АП и площади однородной части покрытия получены в режиме отсутствия расширения плазменной струи с использованием газодинамического способа коррекции температурного поля и поля концентраций атомарного водорода вблизи подложки.

Проведено іспити eлектродугового плазмотрона з газовихревою стабілізацією дуги і з комбінованою фіксацією довжини дуги (газодинамічною та магнітною). Використання додаткової магнітної стабілізації довжини дуги дозволило значно знизити випадкові коливання температури підкладки з ±10 ºС без магніту до ±2 ºС з магнітом. Показано, що плазмотрон може працювати у двох режимах: у режимі аномального розширення плазменної струї та й у режимі відсутності її розширення. Максимальні розміри ефективності синтезу АП і площі однорідної частини покриття отримані в режимі відсутності розширення плазменної струї з використанням газодинамічного способу корекції температурного поля і поля концентрацій атомарного водню поблизу підкладки.

The tests of the electro-arc plasma torch with the gas vortex arc stabilization and with the combined fixing of an arc length (gas dynamic and magnetic) were carried out. Usage of an additional magnetic stabilization of an arc length has allowed considerably to minimize the accidental fluctuations of a substrate temperature from ±10 ºС without a magnet up to ±2 ºС with a magnet. It was shown that the plasma torch can work in two modes: in a mode of abnormal expansion of a plasma jet and in a mode of absence of its expansion. The maximal values of the DC synthesis efficiency and area of a uniform part of a coating were received in a mode of the plasma jet expansion absence with using of the gas dynamic correction of a temperature and the concentration fields of atomic hydrogen near to a substrate.