презентация

Слайд 1

Слайд 2

Плазменные технологии

Слайд 3

ПЛАЗМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ - совокупность методов получения и обработки материалов с использованием нагрева исходных продуктов в плазменной струе или их перевода в плазменное состояние. Наиболее широкое распространение получили атмосферные (при норм. давлении) плазменные методы обработки и получения материалов (резание, наплавка, выращивание монокристаллов, сфероидизация порошков, нанесение покрытий), а также проведения многотоннажных плазмохимических процессов (получение связанного азота и др.). Эти процессы осуществляются с помощью потоков плазмы, генерируемых плазм отроками различных типов(электродными, высокочастотными). Плазма в этих устройствах выполняет функцию высокотемпературного теплоносителя и используется в основном для нагрева исходных продуктов. В 1980-х гг. получили эффективное развитие ионно-плазменные технологические процессы, реализующиеся в вакууме с помощью плазменных ускорителей. В качестве рабочих тел могут быть использованы металлы, газы, твёрдые и жидкие диэлектрики. В этих условиях возможны такие процессы, как насыщение поверхностных слоев материала др. веществом с обеспечением необходимой толщины насыщенного слоя или глубины его залегания, высокоэффективное распыление поверхности, конденсация вещества в вакууме из плазменной фазы при обеспечении органической связи материалов основы и покрытия и необходимых структурных особенностей плазменного конденсата.

Слайд 4

Реализация различных ионно-плазменных технологических процессов, осуществляемых в условиях высокой чистоты, принципиально необходимой для получения многих специальных материалов, определяющихся широкими возможностями управления параметрами взаимодействующих плазменных потоков. Это позволяет получать различные структуры плазменных конденсатов - от аморфных до кристаллических, с разными размерами и формой кристаллитов. П. т. включает ряд чрезвычайно важных, экономически высокорентабельных процессов нанесения износостойких, жаропрочных, коррозионно-стойких и др. плазменных покрытий. Благодаря этому возможна замена дорогостоящих и редких металлов и сплавов менее дефицитными материалами с нанесёнными на них покрытиями без изменения (или даже со значительным повышением) ресурса работоспособности изделий. Использование П. т. приводит к формированию принципиально новых композиционных материалов, свойства которых не определяются простым суммированием характеристик основы и покрытия, а являются качественно новыми. При формировании покрытий широко используется перевод исходных продуктов в плазменное состояние с помощью вакуумной дуги. Катодные микропятна дугового разряда являются источниками высокоскоростных потоков плазмы, содержащей продукты эрозии катода. Степень ионизации образующегося плазменного потока достаточно велика (от 20 до 90% в зависимости от материала катода.); наибольшую долю в нём составляют двухзарядные ионы. Ионные токи дугового разряда аномально высокие - до 10 ампер и более (около 10% тока разряда). Управление потоками плазмы вакуумной дуги (транспортировка, фокусировка, сепарация от нейтральных частиц и макрочастиц катодного материала) осуществляется путём использования дополнительных устройств, действующих на принципах плазмооптики .

Слайд 5

При конденсации потоков плазмы тяжёлых металлов ( титан , молибден , цирконий и т. п.) в присутствии реактивного газа (азота) синтезируются нитриды этих металлов, которые обладают высокими показателями по твёрдости, износостойкости и адгезии к металлической основе. Основными параметрами, определяющими свойства образующегося конденсата, являются химический состав исходного материала (катода), парциальное давление реактивного газа, температура подложки при конденсации, энергия ионов, плотность плазменного потока. При повышении давления азота до оптимальных значений увеличивается микротвёрдость формируемых покрытий, что обусловлено образованием твёрдых растворов азота и нитридов с достаточно широкой областью гомогенности. Зависимость свойствобразующихся конденсатов от давления реактивного газа позволяет формировать покрытия с заданным градиентом свойств по толщине, а также создавать многослойные покрытия чередованием высокотвёрдых и "мягких" слоев. Возбуждённое состояние компонентов плазмы обеспечивает протекание плазмохимических реакций образования нитридов тугоплавких металлов (карбидов при использовании углеродсодержащих газов) при сравнительно низких температурах подложки, что позволяет наносить эти покрытия на материалы с низкой температурой отпуска; традиционные методы получения нитридов и карбидов требуют длительного времени и высоких температур . При конденсации потоков углеродной плазмы в вакууме на поверхности охлаждаемых металлических подложек получены алмазоподобные покрытия. Ионно-плазменный метод синтеза позволяет получать такие покрытия толщиной до нескольких десятков микрон. Физические свойства алмазоподобных углеродных покрытий близки по свойствам к алмазу. Микротвёрдость плёнок по Виккерсу достигает (15 18)х 10 3 кГс/мм 2 , плотность - 2,9 3,2г/см 3 , электросопротивление - 10 8 Ом х см. Плёнки химически инертны к сильным окислителям, как и алмаз. Синтез в предельно неравновесных условиях композиционного высокодефектного углеродного материала, состоящего из смеси высокодисперсных алмазных кристаллитов, упрочнённых второй фазой выделений высокодисперсного графита, позволяет надеяться на получение новых конструкционных материалов с ещё лучшими свойствами, чем свойства известных форм алмазов. Синтезированные методами П. т. высокотвёрдые, прочные, стабильные покрытия успешно используются в качестве упрочняющих покрытий для режущих инструментов (быстрорежущие стали и твёрдые сплавы) и деталей машин. Это позволяет существенно (в 2 - 8 раз) повысить эксплуатационный ресурс упрочняемых изделий.

Слайд 8

Технологии, применяемые при изготовлении плазменных панелей. Есть такое мнение, что все новое это хорошо забытое старое. Какое отношение это утверждение имеет к плазменной технологии и производству плазменных панелей , спросите вы? А самое прямое! Еще в девятнадцатом веке стал известен процесс холодного газового разряда, который впоследствии применили во всем хорошо известных неоновых лампах. Все правильно, в плазменных панелях применяется тот же принцип, только такие лампы чрезвычайно малы, и по поводу газа, это не всегда неон. Плазма в панелях не имеет ничего общего с высокотемпературной субстанцией из фотосферы звезд и ядерных реакторов! Первые попытки получить плазменную панель относятся к шестидесятым годам прошлого века. В это время американским ученым впервые удалось создать первую плазменную панель, или как будет более коротко PDP ( Plasma Displey Panel ), размером всего несколько пикселей. Скромное на первый взгляд достижение, но оно положило начало эре плазмы, развитие плазменных технологий позволило изготавливать PDP практически любого размера!

Слайд 9

Схема работы плазменной технологии на основе газоразрядной трубки. Имеется запаянная стеклянная трубка, внутри которой заключен инертный газ, такой как неон, аргон или смесь разных газов, кроме него в трубке находятся пары какого либо тяжелого металла, например ртути (кстати, не стоит бояться, плазменные технологии шагнули далеко вперед и в современных плазменных панелях ртуть более не используется, её заменили другие экологически безопасные соединения). По обеим сторонам трубки расположены электроды, на которые подается напряжение, под воздействием тока у заполняемого трубку газа высвобождаются свободные электроны, образуется та самая холодная плазма, состоящая из положительно заряженных ионов газа и уже упомянутых электронов. Далее начинается движение частиц плазмы: электронов к отрицательно заряженному электроду, ионов к положительно заряженному. В результате движения частицы плазмы сталкиваются с атомами ртути, в результате столкновений эти атомы набирают энергию и их электроны переходят на более высокую орбиту. При смещении электронов атома на прежнюю орбиту высвобождаемая энергия образует фотон, то есть квант света. Вот казалось бы и все, но все дело в том, что испускаемый свет – это ультрафиолет невидимый человеческим глазом. Для того чтобы сделать его видим служит слой люминофора, превращающий ультрафиолет в видимый свет, такой свет может быть любого цвета (все знают неоновую рекламу). Есть еще одна проблема, что будет, когда все частицы плазмы перетекут к своим электродам? Для того чтобы движение не останавливалось, к электродам применяют переменное напряжение. Получается так, что плазма постоянно меняет свое направление движения, не прекращая его.

Слайд 10

Схема плазменной ячейки (пикселя) Для того чтобы получить точку нужного нам цвета недостаточно одной газоразрядной капсулы, поэтому пиксель на PDP состоит из трех таких капсул: красной, зеленой и синей. Эти капсулы составляют RGB триаду внутри каждой из них заключено вещество люминофора, испускающее только один из этих основных цветов, другие требуемые оттенки получаются за счет их смешения.

Слайд 11

Сайты: http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_physics/4237 http://www.tvsearch.ru/plazmatech.php