Струйный многоканальный разряд между твердым и электролитическим электродами в процессах модификации материалов при атмосферном давлении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, доктор технических наук Гайсин, Азат Фивзатович

• Гайсин, Азат Фивзатович
• доктор технических наук
• 2007

Оглавление диссертации доктор технических наук Гайсин, Азат Фивзатович

Основные условные обозначения и сокращения.

Введение.

Глава 1. Электрические разряды между твердым и электролитическим электродами и области их применения.

1.1.Обзор исследований электрического разряда в парогазовой среде с электролитическими электродами.

1.1.1. Зажигание многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами.

1.1.2. Электрические и энергетические характеристики разрядов между твердым и электролитическим электродами.

1.1.3. Характеристики разряда в парах воды с конденсированной фазой.

1.2. Практическое использование электрического разряда между твердым и электролитическим электродами.

1.3. Цели и задачи диссертации.

Глава 2. Экспериментальные установки, разрядные устройства, методика и аппаратура для экспериментальных исследований струйного многоканального разряда с электролитическими электродами.

2.1. Экспериментальные установки струйным многоканальным разрядом для обработки материалов и изделий.

2.1.1. Высоковольтная экспериментальная установка (выходное напряжение до 8300 В и при токе 3 А).

2.1.2. Высоковольтная экспериментальная установка (выходное напряжение до 4000 В и при токе 10А).

2.1.3. Нестационарная высоковольтная экспериментальная установка выходное напряжение до 1500 В при токе

2.1.4. Низковольтная экспериментальная установка (выходное напряжение 600 В при токе 200А).

2.2. Устройства с струйным многоканальным разрядом между твердым и электролитическим электродами для обработки твердых тел.

2.3. Устройства с многоканальным разрядом со струйными электролитическими электродами для обработки твердых тел.

2.4. Методы и аппаратура для экспериментального исследования струйного многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами в процессе обработки твердых тел.

Глава 3. Экспериментальные исследования струйного многоканального разряда между электролитическим катодом и твердым анодом обрабатываемое тело) в процессе обработки твердых тел.

3.1. Многоканальный разряд между непроточным электролитическим катодом и твердым анодом.

3.1.1. Формы многоканального разряда.

3.1.2. Распределение потенциала, напряженности электрического поля на поверхности и в объеме электролита.

3.1.3. Вольт-амперные характеристики разряда.

3.1.4. Распределение потенциала и напряженности электрического поля между электролитическим катодом и твердым анодом. Катодное и анодное падение потенциала.

3.1.5. Плотности тока на электрическом катоде и на твердом аноде.

3.1.6. Спектральные исследования электролита.

3.1.7. Возможный механизм самоподдержания разряда с электролитическим катодом.

3.2. Струйный многоканальный разряд между проточным электролитическим катодом и твердым анодом.

3.2.1. Особенности многоканального разряда и падение напряжения в проточном электролитическом катоде.

3.2.2. Вольт-амперные характеристики разряда.

3.2.3. Плотности тока на проточном электролитическом катоде и твердом аноде.

3.3. Многоканальный разряд между струйным электролитическим катодом и твердым анодом.

3.4. Обобщенные характеристики струйного многоканального разряда между электролитическим катодом и твердым анодом.

Глава 4. Экспериментальные исследования струйного многоканального разряда между электролитическим анодом и твердым катодом (обрабатываемое тело) в процессе обработки твердых тел.

4.1. Многоканальный разряд между твердым катодом и непроточным электролитическим анодом.

4.1.1. Напряжение зажигания разряда.

4.1.2. Падение напряжения, распределение потенциала и напряженности электрического поля, плотности тока на поверхности и в объеме электролитического анода.

4.1.3. Вольт-амперные характеристики разряда.

4.1.4. Плотности тока на электролитическом аноде и твердом катоде.

4.1.5. Распределение потенциала и напряженности электрического поля между электролитическим анодом и твердым катодом. Катодное и анодное падение потенциала.

4.1.6. Энергетический баланс разряда и возможный механизм разряда с электролитическим анодом.

4.2. Струйный многоканальный разряд между проточным электролитическим анодом и твердым катодом.

4.2.1. Напряжение зажигания разряда.

4.2.2. Падение напряжения в электролите и ВАХ разряда.

4.2.3. Структуры струйного многоканального разряда.

4.2.4. Особенности границы раздела плазмой и проточным электролитическим анодом.

4.2.5. Распределение потенциала и напряженности электрического поля в разряде.

4.2.6. Плотности тока на металлическом катоде и электролитическом аноде.

4.3. Многоканальные разряды со струйным электролитическим анодом.

4.3.1. Многоканальный разряд между струей электролита (анод) и металлическим электродом (катод).

4.3.2. Многоканальный разряд между струей электролита (анод) и проточным электролитом (катод).

4.3.3. Многоканальный разряд между струйным электролитическим анодом и струйным электролитическим катодом.

4.4. Обобщенные характеристики многоканального разряда между электролитическим анодом и твердым катодом.

Глава 5. Физические модели горения и математические модели зажигания струйного многоканального разряда между твердым и электролитическими электродами.

5.1. Математическая модель зажигания многоканального разряда между электролитическим катодом и твердым анодом.

5.2. Математическая модель зажигания многоканального разряда между твердым катодом и электролитическим анодом.

5.2.1 Решение уравнения неразрывности для электронного газа с учетом времени жизни атома в возбужденном состоянии.

5.3. Физические модели горения многоканального разряда между твердым анодом и электролитическим катодом.

5.3.1. Физическая модель горения многоканального разряда в случае, когда металлический анод находится над электролитическим катодом.

5.3.2. Физическая модель горения многоканального разряда в случае, когда металлический анод находится внутри электролитического катода.

Глава 6. Технологические процессы модификации материалов и изделий струйным многоканальным разрядом при атмосферном давлении.

6.1. Модификация поверхности материалов струйным многоканальным разрядом вне электролитического катода.

6.1.1. Материалы и методика исследований поверхности твердых тел.

6.1.2. Методика проведения экспериментальных исследований взаимодействия твердых тел с плазмой многоканального разряда.

6.1.3. Взаимодействие плазмы многоканального разряда с металлами и их сплавами.

6.1.3.1. Механические характеристики поверхностей.

6.1.3.2. Физико-химические характеристики поверхностей твердых тел.

6.1.3.3. Качественная физическая модель взаимодействия многоканального разряда с поверхностями металлических изделий.

6.1.4. Изделия, подвергаемые обработке плазмой струйного многоканального разряда.

6.1.5. Очистка плазмой многоканального разряда (неорганические примеси).

6.1.6. Полировка плазмой многоканального разряда (неорганические примеси).

6.1.7. Очистка и полировка плазмой многоканального разряда с электролитическим катодом (органические примеси).

6.1.8. Упрочнение поверхности твердого анода.

6.1.9. Поверхностное насыщение твердого анода.

6.1.10. Нанесение тонких пленок металлов распылением твердого анода.

6.1.11. Прошивка и резка твердого анода.

6.2. Очистка и полировка плазмой многоканального разряда поверхности твердого анода внутри электролита.

6.3. Упрочнение поверхности твердых тел в струе плазмы многоканального разряда с электролитическим катодом.

6.4. Очистка и полировка плазмой многоканального разряда поверхности твердого катода внутри электролитического анода.

6.5. Получение оксидного порошка железа из неохлаждаемого стального катода вне электролитического анода.

6.6. Упрочнение поверхности твердых тел в струе плазмы многоканального разряда с электролитическим анодом.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Струйный многоканальный разряд между твердым и электролитическим электродами в процессах модификации материалов при атмосферном давлении»

В настоящее время возможности модификации материалов и изделий с использованием традиционных методов обработки практически исчерпаны. Новые технологические процессы позволяют экономить реагенты, сырье, повышать производительность труда, качество, надежность и долговечность изделий. Одной из наиболее перспективных технологий является плазменная технология обработки материалов и изделий, в том числе с применением для этих целей неравновесной низкотемпературной плазмы струйного многоканального разряда. Этот вид разряда характеризуется следующими параметрами: концентрация электронов в разряде пе - 1017 - 1019 м~3, температура электронов Те= 104 К и температура газа Т « 1000-5000 К.

Физика плазмы струйного многоканального разряда с непроточными, проточными и струйными электродами в процессе обработки материалов практически не изучена. Струйный многоканальный разряд между твердым и электролитическим электродами в процессе обработки твердых тел -принципиально новая и малоисследованная область практического применения электрических разрядов. В настоящее время мало изучено взаимодействие неравновесной плазмы струйного многоканального разряда с поверхностями материалов. Все это сдерживает разработку и создание плазменных установок и новых технологических процессов с использованием струйного многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами и их внедрение в производство.

Диссертационная работа направлена на решение актуальной проблемы комплексного исследования струйного многоканального разряда между твердым (обрабатываемое тело) и электролитическим электродами (непроточные, проточные и струйные) в процессах модификации материалов, позволяющих существенно повысить технологические и эксплуатационные характеристики изделий из этих материалов за счет целенаправленного изменения их структуры, физических и механических свойств.

Научная новизна работы заключается в следующим. Впервые обнаружены новые формы многоканальных разрядов между твердым и электролитическим электродами (непроточные, проточные и струйные) при атмосферном давлении: жгутообразный многоканальный разряд, многоканальный разряд между плазменным шлейфом и электролитическим катодом, многоканальные разряды вдоль и внутри струй электролита, распространение многоканальных разрядов на поверхности твердых тел, в объеме электролита и пористых материалов, объемный разряд между плазменным шлейфом и электролитическим катодом, объемный разряд между струйным электролитическим катодом и твердым обрабатываемым телом.

Уставлено, что струйный многоканальный разряд между металлическом анодом и электролитическим катодом позволяет эффективно производить модификацию малогабаритных материалов и изделий: очистку с одновременной полировкой, поверхностное насыщение азотом и кислородом, повышение коррозионной стойкости металлов и сплавов, упрочнение материалов в струе плазмы и нанесение тонких пленок металлов.

Установлено, что струйный многоканальный разряд между металлическим катодом и электролитическим анодом позволяет наиболее эффективно производить модификацию крупногабаритных материалов и изделий сложной конфигурации: очистку с одновременной полировкой, одностадийное получение металлического порошка и упрочнение материалов в струе плазмы.

Установлено, что многоканальный разряд со струей электролита позволяет производить снятие заусенцев с кромок изделия, локальную очистку и полировку внешних и внутренних поверхностей деталей, прошивку отверстий в металле (медь, сталь и титан) и резку металлов.

Экспериментальные данные обобщены с использованием методов теории подобия и размерности.

Созданы физические модели горения и математические модели зажигания струйного многоканального разряда в процессе обработки материалов изделий.

В диссертации изложены результаты работы автора по исследованию струйного многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами в процессах обработки материалов в период 2002 - 2007 г.

Работа выполнялась в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева (КАИ) в 2002 - 2003 гг. по Межотраслевой программе сотрудничества Минобразования РФ и АО «АвтоВАЗ» (создание новых материалов и технологий для автомобилестроения) и в течение 2002 -2004 гг. по Межотраслевой программе сотрудничества Минобразования РФ и Министерства обороны РФ по направлению «Научно-инновационные сотрудничества» (создание перспективных, конструкционных, специальных и топливных материалов), по программе Минобразования РФ, проводились научные исследования в области производственных технологий по разделу «Радиационные технологии создания и исследования объектов в машиностроении и приборостроении» (2004 г.). В течение 2005 - 2006 г. по ориентированным фундаментальным исследованиям РФФИ по проекту «Фундаментальные исследования физики низкотемпературной плазмы паровоздушного разряда с электролитическими электродами и разработка новых технологий для обработки поверхностей объектов» №04-02-97501.

Практическая ценность работы заключается в следующем. На основе результатов выполненных экспериментальных и теоретических исследований струйного многоканального разряда между твердым (обрабатываемое тело) и электролитическим электродами разработаны следующие технологии обработки материалов:

• Плазменная очистка с одновременной полировкой (от Яа = 0,63 до Яа < ОД мкм) поверхности металлов и сплавов, удалением дефектов механической обработки (следы, глубокие царапины, трещины, рельефные слои, забоины) и после литья (морозы, сетки разгара) перед формированием высококачественных покрытий с заданными свойствами материалов. Плазменная очистка с одновременной полировкой существенно уменьшает время полировки до 20 с, энергозатраты в 6 - 15 раз, а площадь, занимаемая комплексом оборудования, в 10 раз меньше по сравнению с электрохимическим полированием.

• Одностадийное получение оксидного порошка из различных материалов (Ст. 3, Ст. 20, Ст. 45, У8, У8А, У10), позволяющее существенно сократить время технологического процесса получения порошка по сравнению с использованием химической технологий. Получение оксидного порошка железа сферической формы с более высокими магнитными свойствами показали, что 90% порошка составляет магнетит Ре304, остальная часть состоит из оксида железа БеО и основная масса полученного порошка (около 75%) имеет дисперсность 0,025 ^ 0,03 мм.

• Упрочнение поверхности углеродистых и инструментальных сталей в струе плазмы, позволяющее увеличить твердость по Виккерсу НУ5о в среднем в 4 раза при глубине упрочненного слоя 0,9 1,5 мм по сравнению с исходным образцом.

• Поверхностное насыщение металлов и сплавов, за счет чего увеличивается износостойкость материалов почти в 2 раза по сравнению с исходным образцом.

• Локальная обработка поверхности металлов и сплавов для получения заданной шероховатости, прошивки и резки.

• Нанесение тонких пленок металлов при атмосферном давлении увеличивает адгезионную прочность в 2 - 4 раза по сравнению с адгезионной прочностью пленки при вакуумном напылении.

• Результаты обобщения электрических характеристик в процессе обработки материалов использованы для инженерного расчета плазменных технологических установок струйным многоканальным разрядом.

Созданные технологические процессы и специальное оборудование для модификации материалов внедрены в промышленное производство ОАО

Казанский завод Электроприбор» и ФГУП СКТБ "Мединструмент" с суммарным экономическим эффектом 10 млн. руб.

Результаты данной работы вошли в 50 лучших инновационных идей Республики Татарстан в 2006 г.

В первой главе дан обзор известных исследований, методов исследований и применений струйного многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами. Установлено, что одним из наиболее перспективных методов плазменной обработки материалов является струйный многоканальный разряд между твердым и электролитическим электродами при атмосферном давлении.

На основе анализа литературных данных по исследованию многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами сформулированы цель и основные задачи диссертации.

Во второй главе приведены описания плазменной экспериментальной установки, методики и аппаратура для экспериментальных исследований струйного многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами в процессе обработки материалов и изделий.

Для разработки новых технологий модификации материалов, позволяющих экономить реагенты, сырье, повышать производительность труда, качество, надежность и долговечность изделий за счет уменьшения шероховатости, одностадийного получения порошка, упрочнения материалов, поверхностного насыщения азотом и кислородом и нанесения тонких пленок металлов, проводились исследования взаимодействия неравновесной плазмы струйного многоканального разряда с металлами и их сплавами. Выбор материалов определялся по степени применяемости их в машиностроении. В качестве образцов для обработки взяты углеродистые и инструментальные стали, вольфрам, молибден, медь типа М1, латунь, бронза, алюминиевые сплавы и полупроводниковые материалы из германия. Для обработки медицинских инструментов из металлов выбирались: стали коррозионностойкие и износостойкие типа Х13, 12X18Т1, 08Х18Т1, 65X13, титановые сплавы ВТ-6 и ВТ-8.

В третьей главе представлены результаты экспериментального исследования и обобщения характеристик струйного многоканального разряда между электролитическим катодом (непроточные, проточные и струйные) и твердым анодом (обрабатываемое тело) в паровоздушной среде для различного состава электролита (неорганические и органические примеси) и его концентрации от 0,05% по массе до насыщения.

Обнаружены жгутообразный многоканальный разряд между твердым анодом и электролитическим катодом.

Выявлены многоканальный и объемные разряды между плазменным шлейфом и электролитическим катодом.

Установлен переход объемного разряда в жгутообразный многоканальный разряд с ростом тока и межэлектродного расстояния.

Изучены различные структуры катодных пятен на поверхности электролита.

Экспериментально исследованы горение и распространение многоканального разряда внутри струи и в процессе взаимодействия электролита с поверхности твердых тел и жидкостей.

Изучено развитие электрического пробоя вдоль струи электролита.

Обобщены ВАХ многоканального разряда в широком диапазоне напряжения и тока разряда, межэлектродного расстояния. Максимальное среднеквадратическое отклонение экспериментальных значений напряжения разряда от расчетных значений менее 10%.

Результаты исследования физических процессов и закономерностей струйного многоканального и объемного разрядов между твердым анодом (обрабатываемое тело) и электролитическим катодом, а также между струйным электролитическим катодом и твердым анодом, которые являлись базой для создания процессов модификации материалов и изделий: очистка с одновременной полировкой, поверхностное насыщение азотом и кислородом металлов и сплавов, нанесение тонких пленок металлов, упрочнение материалов, локальную обработку внешних и внутренних поверхностей деталей.

На основе комплексных экспериментальных исследований разработаны и созданы устройства струйного МР между обрабатываемым твердым анодом и электролитическим катодом для реализации новых технологических процессов обработки материалов.

Обобщение электрических характеристик позволили проводить инженерные расчеты технологических установок со струйным многоканальным разрядом.

В четвертой главе Представлены результаты комплексного экспериментального исследования и обобщения характеристик струйного многоканального разряда между электролитическим анодом (непроточные, проточные и струйные) и металлическим катодом (обрабатываемое тело) в широком диапазоне параметров для различного состава электролита (неорганические и органические примеси) и его концентрации по массе 0,05% до насыщения.

Впервые установлена возможность горения многоканального разряда между металлическим катодом и электролитическим анодом.

Выявлено существенное отклонение напряжения зажигания разряда между металлическим катодом и электролитическим анодом от закона Пашена.

Экспериментальные измерения потенциала на поверхности электролита позволили рассчитать распределение компоненты напряженности электрического поля и компоненты плотности тока на поверхности и в объеме электролитического анода.

Изучены развитие катодных пятен и структуры многоканального разряда между проточным электролитическим анодом и охлаждаемым металлическим катодом. Обнаружен оптимальный интервал тока разряда, когда происходит интенсивное образование ферромагнитного порошка с поверхности неохлаждаемого стального катода.

Изучено состояние границы раздела «плазма-электролит». Установлено, что регулярная поверхностная рябь на электролитическом аноде переходит в бурлящую вспененную зону турбулентного смешивания плазмы и электролита.

Исследован энергетический баланс многоканального разряда между металлическим катодом и электролитическим анодом. Определены потери тепла на электролитическом аноде и металлическом катоде, а также количество тепла уносимого газом.

Найдено критериальное уравнение для обобщения ВАХ струйного многоканального разряда между проточным электролитическим катодом и стальным анодом для различных межэлектродных расстояний.

Анализ результатов экспериментальных исследований многоканального разряда между струйным электролитическим анодом и металлическим катодом (обрабатываемое тело) позволил установить особенности разряда со струйным электролитическим анодом в процессе обработки материалов и изделий.

Экспериментальные исследования МР между струйным электролитическим анодом и электролитической ячейкой, а также между двумя струями электролита показали, что происходит интенсивное турбулентное смешивание плазмы и электролита. В случае, когда многоканальный разряд горит между струей электролита и электролитической ячейкой турбулентное смешивание наблюдается как на поверхности так и внутри электролита.

На базе комплексных экспериментальных исследований разработаны и созданы устройства струйного МР между твердым катодом и электролитическим анодом для реализации новых технологических процессов обработки материалов.

Обобщение характеристик МР позволили проводить инженерные расчеты технологических установок со струйным многоканальным разрядом между обрабатываемым телом - катодом и электролитическим анодом.

В пятой главе представлены физические модели горения и математические модели зажигания струйного многоканального разряда между твердым (обрабатываемое тело) и электролитическим электродами в процессах обработки твердых тел.

Физические модели построены, когда металлический анод находится над или внутри электролитического катода. Из анализа экспериментальных данных и физической модели выявлен возможный механизм горения многоканального разряда между электролитическим катодом и металлическим анодом. Определены основные физические процессы, которые определяют возможный механизм горения струйного многоканального разряда между твердым анодом и электролитическим катодом.

Математическая модель зажигания многоканального разряда между электролитическим катодом и металлическим анодом (обрабатываемое тело) построена на основе измерений плотности тока на электролитическом катоде. Физические и математические модели позволяли установить возможные механизмы зажигания и горения струйного многоканального разряда между твердым (обрабатываемое тело) и электролитическим электродами в процессе модификации материалов и изделий.

Шестая глава посвящена разработке технологических процессов модификации материалов и изделий струйным многоканальным разрядом при атмосферном давлении.

Установлено, что наиболее целесообразным является применение струйных многоканальных разрядов атмосферного давления для глубокой очистки с одновременной полировкой перед формированием высоко качественных покрытий на поверхности материалов, одностадийное получение металлического порошка, насыщения металлов и сплавов для повышения микротвердости, износостойкости и коррозионностойкости, упрочнения металлов, нанесения тонких пленок, локального воздействия на материалы и изделия.

Созданный комплекс оборудования и технологических процессов позволили повысить качество, надежность и долговечность материалов и изделий машиностроения.

Таким образом, диссертационная работа представляет собой научно обоснованную технологическую разработку, обеспечивающую решение ряда важнейших прикладных задач, имеющих большое народнохозяйственное и социальное значение и заключающуюся в создании комплекса новых процессов модификации материалов и изделий для улучшения эксплуатационных, потребительских и технологических свойств изделий, с применением струйного многоканального разряда между твердым и электролитическим электродами, а также между струей электролита и твердым телом, непроточным электролитом и струей электролита.

На защиту выносятся:

1. Результаты комплексных экспериментальных исследований характеристик струйного многоканального разряда между твердым анодом (обрабатываемое тело) и электролитическим катодом (непроточные и проточные) при атмосферном давлении.

2. Результаты комплексных экспериментальных исследований характеристик струйного многоканального разряда между твердым катодом (обрабатываемое тело) и электролитическим анодом (непроточные и проточные) при атмосферном давлении.

3. Результаты комплексных экспериментальных исследований характеристик струйного многоканального разряда между твердым телом и струей электролита, между электролитом и струей электролита.

4. Физические модели горения и математические модели зажигания струйного многоканального разряда в процессах модификации материалов.

20

5. Технологии модификации поверхности материалов с применением струйного многоканального разряда между твердым (обрабатываемое тело) и электролитическим электродами при атмосферном давлении, позволяющие за счет эффективной обработки регулировать эксплутационные свойства материалов и изделий.

6. Результаты обобщения В АХ многоканального разряда между электролитическим катодом и твердым анодом, а также между электролитическим анодом и твердым катодом в широком диапазоне изменения напряжения и тока разряда, межэлектродного расстояния в процессе обработки материалов и изделий при атмосферном давлении.

Заключение диссертации по теме «Механика жидкости, газа и плазмы», Гайсин, Азат Фивзатович

Выводы

1. В результате проведенных комплексных экспериментальных исследований в процессе обработки материалов обнаружены новые формы многоканальных разрядов при атмосферном давлении: жгутообразный многоканальный разряд, многоканальные разряды вдоль и внутри дробленных струй, распространение многоканальных разрядов на поверхности твердых тел, в объеме электролита и пористых материалов, объемный разряд между плазменным шлейфом и электролитическим катодом, объемный разряд между струйным электролитическим катодом и твердым обрабатываемым телом, которые позволяют эффективно производить модификацию поверхности материалов и изделий (очистку с одновременной полировкой, одностадийное получение оксидного порошка, упрочнение поверхности и газонасыщение металлов, нанесение тонких пленок металлов).

2. Установлено, что в процессе обработки твердого тела при 2,5 < I <4 Аи5</<15 мм отдельные каналы разряда образуют поперечные волны и на некотором расстоянии от центра происходит наложение этих волн. С дальнейшим ростом тока (I = 5 А) происходит переход поверхностной ряби в бурлящую и вспененную зону турбулентного смешения плазмы и электролита, которая позволила производить очистку с одновременной полировкой поверхности крупногабаритных и труднодоступных изделий в случае струйного многоканального разряда между твердым обрабатываемым катодом и электролитическим анодом.

3. Экспериментальные данные обобщены в диапазоне параметров: 500 и< 5000 В, 0,5 < / < 5 А и 5 < / < 50 мм (электролитический катод); 600 < 17

1500 В, 2 < I < 10А и 5 < / < 15 мм (электролитический анод). Найдено критериальное уравнение для обобщения ВАХ струйного многоканального разряда между проточным электролитическим катодом (техническая вода) и стальным анодом (Ст.45) для различных межэлектродных расстояний. Найдено критериальное уравнение для обобщения ВАХ струйного многоканального разряда между проточным электролитическим анодом (0,05% раствор ИаС1 в очищенной воде) и металлическим охлаждаемым катодом (Ст.45) для различных межэлектродных расстояний. Максимальное среднеквадратическое отклонение экспериментальных значений напряжения разряда от расчетных значений составляет менее 10%. Результаты обобщения использованы для инженерного расчета плазменных установок струйным многоканальным разрядом в процессе обработки поверхности металлов и сплавов.

4. Построены физические модели горения струйного многоканального разряда в процессе обработки материалов, когда обрабатываемое твердое тело находится над или внутри электролитического катода. Установлено, что модификация поверхности металлов и сплавов является следствием физических процессов, происходящих в струйном многоканальном разряде между обрабатываемым телом и электролитическим электродами. Созданы математические модели зажигания струйного многоканального разряда в процессе обработки твердых тел.

5. Разработаны и созданы устройства струйного многоканального разряда между твердым обрабатываемым телом и электролитическим электродами для реализации технологических процессов обработки материалов: различные варианты однострунных и многоструйных устройств, а также разрядные устройства со струйными электролитическими электродами.

6. Результаты проведенных исследований струйного многоканального разряда в процессе обработки материалов позволили создать технологические процессы модификации материалов и изделий:

- Плазменной очистки и полировки поверхности металлов и сплавов, что позволило убрать механические и литьевые дефекты с поверхности твердых тел материалов и изделий для формирования высококачественных покрытий с заданными свойствами.

- Одностадийного получения оксидного порошка, что позволило сократить время получения Без04 по сравнению с пяти стадийным химическим методом -в 10 раз.

- Упрочнения поверхности, что позволило увеличить микротвердость по Викерсу НУ50 углеродистых и инструментальных сталей в среднем в 4 раза при глубине упрочненного слоя 0,9 ^ 1,5 мм по сравнению с исходным материалом.

- Плазменного газонасыщения металлов, что позволило увеличить износостойкость медицинских инструментов в 2 раза по сравнению с исходными образцами.

- Локальной и ступенчатой обработки поверхности материалов и изделий, что позволило получить заданную шероховатость на поверхности твердых тел, прошивку и резку металлов.

- Нанесения тонких пленок металлов на диэлектрическую подложку при атмосферном давлении, что позволило существенно увеличить адгезионную прочность пленки в 2 - 4 раза по сравнению с адгезионной прочностью при вакуумном напылении пленок.

7. Создан комплекс оборудования и технологических процессов, позволяющий решить важную народнохозяйственную задачу повышения качества, надежности изделий промышленности путем получения новых свойств материалов и изделий и получить экономический эффект 10 млн. руб.

353

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Гайсин, Азат Фивзатович, 2007 год

1. Грановский B.JI. Электрический ток в газе / установившийся ток / B.J1. Грановский // М.: Наука, 1971. С. 543.

2. Капцов H.A. Электрические явления в газах и вакууме / Н.А Капцов // М.: Л.: Гостехиздат, 1950. С. 836.

3. Капцов H.A. Электроника / H.A. Капцов // М., Гостехиздат, 1956. С. 459.

4. Леб Л. Основные процессы электрических разрядов в газах / Л.Леб /У Пер. с англ. / Под ред. Капцова H.A. М.: Л.: Гостехиздат, 1950. С. 672.

5. Энгель А. Физика и техника электрического разряда в газах / А.Энгель, М. Истеенбек // Пер. с нем. / Под. ред. Капцова H.A. М.: Л.: ОНТИ, 1936.315с.

6. Энгель А. Ионизованные газы / А.Энгель // М.: Физматгиз, 1959. С. 332.

7. Мик Дж. Электрический пробой в газах / Мик Дж., Крэгс Дж. // М.: ИЛ, 1960.-С. 601.

8. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда / С.Браун // М.: Госатомиздат, 1961. С. 323.

9. Ретер Г. Электронные лавины и пробой в газах / Г. Ретер // М.: Мир, 1968. -С. 390.

10. Смирнов Б.М. Физика ионизованного газа / Б.М. Смирнов // М.: Наука, 1972. 450 с.

11. П.Райзер Ю.П. Основы современной физики газоразрядных процессов /

12. Ю.П. Райзер // М.: Наука, 1980. С. 416. 12.Райзер Ю.П. Физика газового разряда / Ю.П. Райзер // М.: Наука, 1987. -С. 591.

13. З.Королев Ю.Д. Электронные и взрывные процессы в газовом разряде / Ю.Д. Королев, Г.А. Месяц // Новосибирск: Наука, 1982. С. 255.

14. Лозанский Э.Д. Теория искры / Э.Д. Лозанский, О.Б. Фирсов // М.: Энергоатомиздат, 1975. С. 272.

15. Ховатсон A.M. Введение в теорию газового разряда / A.M. Ховатсон// //Пер. с англ./ М.: Атомиздат, 1980. С. 180.

16. Энциклопедия низкотемпературной плазмы М.: Наука, Вводный том. Книга II. 2000. С. 668.

17. Велихов Е.П. Физические явления в газоразрядной плазме / Е.П. Велихов, A.C. Ковалев, А.Т. Рахимов//М.: Наука, 1987.-С. 160.

18. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме / Д.И. Словецкий//М.: Наука, 1980. С. 310.

19. Гайсин Ф.М. Возникновение и развитие объемного разряда между твердым и жидким электродами / Ф.М. Гайсин, Э.Е. Сон // Химия плазмы. Под. ред. Смирнова Б.М. М., 1990. Т.16. - С. 120 - 156.

20. Гайсин Ф.М. Объемный разряд в парогазовой среде между твердым и жидким электродами / Ф.М. Гайсин, Э.Е. Сон, Ю.И. Шакиров М.: Изд -во ВЗПИ, 1990. С. 90.

21. Гайсин Ф.М. Исследование электрического пробоя воздуха между электролитом и металлическим электродом / Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллина // Низкотемпературная плазма. Казань. 1983. С. 43 - 51.

22. Taylor G. S. The atability of horizontal fluid interface in a vertical electric field /G.S. Taylor, Mc A.D. Ewan//J. Fluid Mech. 1965. vol. 22, pt. 1.-P. 1-16.

23. Ясногорский И.З. Нагрев металлов и сплавов в электролите / И.З. Ясногорский// М.: Машгиз, 1949. С. 128.

24. Факторович A.A. Электрические , разряды в электролитах // Электрохимическая обработка металлов /A.A. Факторович, Е.К. Галанина// Кишинев. Штиинца, 1971. С. 122 -130.

25. Gubkin J. Electrolytische Metallabscheidung an der früen Oberffläche einer Salzlösung / J.Gubkin // Ann. Phys. 1887. BD 32. - P 114-115.

26. Stark J. Cassutoll. Der Licht boden zwischen gekühlton Electroden / J. Stark // Zeit Phys. 1904 BdS, - № 10.-P. 1212-1219.

27. Sternberg Z.W. Discharges with agualous solution as cathode / Z.W. Sternberg // XII Jugoslav Summer Sch. and Int. Symp. Phys. Ionized. Gases. 84. Sibenik. Contrib. Pap. Fnd Abstr. Invite. Lect and Progr. Repft. Belgrade, 1984. P. 392 -395.

28. Гюндершульце А. Электролитические конденсаторы / А. Гюндершульце, Г.Бетц//М.: Оборонгиз, 1938. - С. 264.

29. Капцов H.A. Коронный разряд / H.A. Капцов // М.: Гостехатомиздат, 1947.-С. 450.

30. Словецкий Д.И. Механизм плазменно электролитного нагрева / Д.И. Словецкий, С.Д. Терентьев, В.Г. Плеханов// Теплофизика высоких температур. 1986. - Т.24 - №2. - С. 353-363.

31. ЗЬГайсин Ф.М. Исследование электрических и тепловых характеристик самостоятельного разряда с жидким катодом / Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллина// М., 1983. Деп. В ВИНИТИ. 4.03.83 № 1151 - 83,- С. 19.

32. Гайсин Ф.М. Тепловые и электрические характеристики разряда между электролитом и медным анодом / Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллина // Тепло и массообмен в химической технологии: Межвуз. Сб. Казань, 1983. - С. 55-58.

33. Гайсин Ф.М. Энергетические характеристики разряда в атмосфере между электролитом и медным анодом / Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллина, Р.Р.Камалов // Физика и химия обработки материалов, 1985. № 4. - С. 5864.

34. Гайсин Ф.М. Характеристики самостоятельного тлеющего разряда в воздухе при атмосферном давлении/ Ф.М. Гайсин, Ф.А. Гизатуллина, Г.Ю. Даутов // Тез. доклад Всесоюз. конф. по физике низкотемпературной плазмы. Л.: 1983, С. 33-35.

35. Plante G.// Zeit. Phys. 1875.- №80.- Р. 1133-1138.

36. Сапрыкин В.Д. О природе свечения прианодного слоя при электролизе с выносным анодом / В.Д. Сапрыкин // Электрохимия, 1965. Т.1. - №2. - С. 234-236.

37. Сапрыкин В.Д. Некоторые вопросы, связанные с электролизом в присутствии низкотемпературной плазмы / В.Д. Сапрыкин// МГУ, 1971. -С. 77-80.

38. Сапрыкин В.Д. О низкотемпературном электрическом разряде в электролитах / В.Д. Сапрыкин // Изв. АН УЗ. ССР. Сер. физ. мат. наук, -1965.-№1.-С. 76-80.

39. Sternberg Z. Hing current glow discharge with electrolyte as cathode / Z. Sternberg // Inst. Elect. Eng., 1970. P. 68 - 71.

40. Петров Г.П. Исследование разряда с жидким катодом / Г.П. Петров, Ф.А. Сальянов, Г.А. Меркурьев // Тр. Казан. Авиац. Ин-та, 1974. Вып.173. С. 11- 15.

41. Лазаренко Б.Р. Об особенностях электролитного нагрева при анодном процессе / Б.Р. Лазаренко, В.Н. Дураджи, A.A. Факторович // Электронная обработка материалов, 1974. № 3. - С. 37-40.

42. Поляков О.В. Некоторые закономерности воздействия микроразрядов на электролите / О.В. Поляков, В.В. Баковец // Химия высоких энергий. М., 1983. Т. 17. - №4. - С. 291 - 295.

43. Анагорский Л.А. Нагрев металлов в электролите / Л.А. Анагорский// Новое в электрофизической и электрохимической обработке металлов. М.: Машиностроение, 1966. С. 124-141.

44. Тазмеев Б.Х. Электрические и тепловые характеристики генераторов неравновесной газоразрядной плазмы с жидкими электродами / Б.Х. Тазмеев // Дис. на соискание уч. ст. канд. тех. наук, Казань, 2000. С. 170.

45. Хакимов Р.Г. Характеристики плазменной электротермической установки с жидкими электродами / Р.Г. Хакимов // Дис. На соискание уч. ст. канд. тех. наук. Санкт-Петербург, 1993. С. 182.

46. Баринов Ю.А. Экспериментальное исследование разряда с жидкими электродами в воздухе при атмосферном давлении / Ю.А. Баринов, И.О.

47. Блинов, Г.А. Дюхев, С.М. Школьник // Материалы конф. «Физика и техника плазмы». Беларусь: Минск, 1994. Т.1. - С. 123 - 126.

48. A.c. № 1199827 СССР. Электролит для получения никелевого порошка / Андрюшенко А.Н., Орлова Е.А., Шалыгина Е.М., Филатов A.B. Бюл. № 047.23.12.85.

49. Стрейкова И.К. Окисление красителей в водном растворе под действием тлеющего и диафрагменного разряда / И.К. Стрейкова, А.И. Максимов // Материалы 9 школы по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ. Иваново: ИГХТУ, 1999. С. 128-129.

50. Аверьянов Е.Е. Справочник по анодированию / Е.Е. Аверьянов // М., -1986. С. 300.

51. Беломеев B.JL Лидерный разряд по поверхности воды в виде фигур Лихтенберга / В.Л. Беломеев // ИЖТФ, 1998. № 11. - С. 63 - 66.

52. Горячев В.Л. О некоторых свойствах импульсно-периодического разряда с энергией в импульсах 1 Дж в воде, применяемого для ее очистки /В.Л. Горячев, Р.Г. Рудберг, В.Н . Редюнович // ТВТ, 1996. Т. 34. - С. 146.

53. Сихарулидзе Г.Т. Генерация плазменной струи из жидкости. Черноголовка / Г.Т. Сихарулидзе, А.Е. Лежнев // ПТЭ, 1997. №2. - С. 85 -88.

54. Хлюстова A.B. Коэффициенты эмиссии электронов из раствора электролита / A.B. Хлюстова, А.И. Максимов, В.А. Титов // Иваново: Ин-т химии Растворов РАН, 1999. С. 106 - 07.

55. Хлюстова A.B. Электрические характеристики тлеющего разряда с электролитным катодом и механизм эмиссии электронов из раствора вплазму / A.B. Хлюстова, А.И. Максимов U Иваново: Ин-т химии растворов РАН, 1999.-С. 132-134.

56. Denaro A.R., Hiding A. Glow discharge electrolysis in aqueous solutions / A.R. Denaro, A. Hiding // J. Electrochem. Soc. 1958. - V. 105. - № 5. - P. 265-270.

57. Хлюстова A.B. Процессы переноса компонентов растворов электролитов в зону плазмы тлеющего разряда атмосферного давления / A.B. Хлюстова, А.И. Максимов, В.А. Титов // Иваново: Ин-т химии растворов РАН, 1999. -С. 110-111.

58. Даутов Г.Ю. Плазматроны со стабилизированными электрическими дугами / Г.Ю. B.JI. Даутов, Дзюба, И.Н. Карп // Киев: Наукова Думка, 1984.-С. 168.

59. Гайсин Ф.М. Электрофизические процессы в разрядах с твердыми жидким электродами / Ф.М. Гайсин, Э.Е. Сон// Свердловск: Изд-во Уральского ун-та, 1989.-С. 432.

60. Хасуй А. Техника напыления / А. Хасуй // М.: Машиностроение, 1982. -С. 215.

61. Оулет Р. Технологическое применение низкотемпературной плазмы / Р. Оулет, М. Барбье, П.Черемисинофф и др // М.: Энергоатомиздат, 1983. -С. 144.

62. Анциферов В.Н. Порошковая металлургия и напыление покрытия / В.Н. Анциферов, Г.В. Бобров, JI.K. Дружинин // М.: Металлургия, 1987. С. 792.

63. Хлюстова A.B., Максимов А.И. Электрические характеристики тлеющего разряда с электролитным катодом и механизм эмиссии электронов из раствора в плазму / A.B. Хлюстова, А.И. Максимов Иваново: Ин-т химии растворов РАН, 1999. С. 132 - 134.

64. Трапезников В.А. Физика металлов и металловедение / В.А. Трапезников, A.B. Евстафьев, В.П. Сапожников// 1973. Т.36. - №3. - С. 1293 - 1305.

65. Майселла JI. Технология тонких пленок. / Л. Майселла, Р. Глнега// Справочник. Пер. с. англ. М.: Сов. Радио, 1977. С. 664.

66. Берман Р. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой / Р. Берман// Пер. с англ. М.: Мир, 1984. С. 336.

67. Диденко А.Н. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов / А.Н. Диденко, А.Е. Лигачек, И.Б. Курагин// М.: Энергоатомиздат, 1987.-С. 183.

68. Ивановский Г.Ф. Ионно плазменная обработка материалов / Г.Ф. Ивановский, В.И. Петров// М.: Радио и связь, 1986. - С. 232.

69. Абронян И.Л. Физические основы электронной и ионной технологии / И.Л. Абронян, А.Н. Андропов, А.И. Титов // М.: Высшая школа, 1984. -С. 320.

70. Хирвонена Дж. К. Ионная имплантация. / Дж. К. Хирвонена // Пер. с англ. М.: Металлургия, 1985. С. 392.

71. Wells A. Sputtring and Redeposition of cathode material during plasma nitriding / A. Wells, I. Le R. Strydem // Surface Engineering. 1986. - Y.2. -№4.-P. 263-267.

72. Айненрук H. Плазменная технология в производстве СБИС / Н. Айненрук, Д. Браун// Пер. с англ. М.: Мир, 1987. С. 470.

73. Геворкян А.Г. Воздействие плазмы высокочастотного безэлектродного разряда на поверхность стекла / А.Г. Геворкян, М.И. Абаева, А.Е. Чмель, Г .Г. Юшина // Журн. тех. физика, 1987. Т.7. - Вып. 10. - С. 2042-2044.

74. Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок / Б.С. Данилин // М.: Энергоатомиздат, 1982. С. 232.

75. Смирнов Б.М. Возбужденные атомы / Б.М. Смирнов // М.: Энергоатомиздат, 1982. С. 232.77,Оулет Р. Технологическое применение низкотемпературной плазмы / Р. Оулет, М. Барбье, Черемисинофф// М.: Энергоатомиздат, 1983. С. 144.

76. Рыкалин H.H. Высокотемпературные технологические процессы / H.H. Рыкалин, A.A. Углов, Л.М. Авищенко// Теплофизические основы. М.: Наука, 1985.-С. 172.

77. Дембовский В. Плазменная металлургия / В. Дембовский // М.: Металлургия, 1981. С. 280.

78. Цветков Ю.В. Низкотемпературная плазма в процессах восстановления / Ю.В. Цветков, С.А. Панфилов // М.: Наука, 1980. С. 360.

79. Белеуш Дж. Радиационный процессы в плазме / Дж. Белеуш// М.: Мир, 1971.-С. 438.

80. Слухоцкий А.Е. Установки индукционного нагрева / А.Е. Слухоцкий, B.C. Немков, A.B. Павлов, A.B. Башунбэр //Л.: Энергоиздат, 1981. С. 328.

81. Гиппиус A.A. Диагностика низкотемпературной плазмы по спектрам ее собственного излучения в СВЧ и субмиллиметровом диапазонах / A.A. Гиппиус, Л.С. Павлова, В.М. Полякова// М.: Энергоиздат, 1981. С. 135.

82. Канторович И.И. Влияние теплообмена излучением на тепловое состояние разрядных камер / И.И. Канторович, Л.М. Сорокин, Л.И. Севковская, Л.А. Вегер // Физика и химия обработки материалов, 1988. № 3. - С. 60 - 65.

83. Малыгин Б.В. Магнитное управление рессор и пружин / Б.В. Малыгин, С.А. Тихонов, С.А. Мендельсон// Машиностроитель, 1988. № 7. - С. 20 -21.

84. Митчнер М. Частично ионизированные газы / М. Митчнер, Ч. Кругер // М.: Мир, 1976.-С. 496.

85. A.c. № 1582464 СССР Способ получения металлического порошка // Гайсин Ф.М., Хакимов Р.Г., Шакиров Ю.И. Пол. реш. заявки № 4336058/31-02 СССР от 28.07.84.

86. А.С. № 11966419 СССР Анодное устройство для получения металлического порошка / Бондаренко A.B., Хаустов В.Л., Бозалеей В.П., Бруслицвен С.А. Бюл. № 45, 07.12.85.

87. A.C. № 1177397 СССР Устройство для получения металлического порошка / Волосюк Ю.М., Черных С.Н., Бюл. № 33, 07.09.85

88. Жуков М.Ф. Исследование поверхностных разрядов в электролите / М.Ф. Жуков, Ж.Ж. Замбалаев, Г.Н. Дандарон // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук, 1984. № 1. - С. 100 - 104.

89. Кужков A.M. Вакуумно плазменное и плазменно - растворное модифицирование полимерных материалов / A.M. Кужков, А.Г. Захаров,

90. A.И. Максимов // М.: Наука, 2004. С. 486.

91. Дураджи В.Н. Нагрев металлов в электролитной плазме / В.Н. Дураджи, Парсаданян // Кишинев: Штиинца, 1988. С. 199.

92. Шапошникова В.А. Исследование метана в газовом разряде / В.А. Шапошникова//Автореф. дис. канд. хим. наук. Казань, 1951. С. 35.

93. A.c. 1445545. Способ получения высоковольтного разряда / Гайсин Ф.М., Залялов Н.Г. Приоритет изобретения 2.06.1986.

94. Даутов Г.Ю. Генераторы неравновесной газоразрядной плазмы / Г.Ю. Даутов, Б.А. Тимеркаев // Казань: Фэн, 1996. С. 199.

95. Аверьянов Е.Е. Плазменное анодирование в радиоэлектронике / Е.Е. Аверьянов //М.: Радио и связь, 1983. С. 80.

96. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменно струйная обработка материалов при пониженных давлениях / И.Ш. Абдуллин, B.C. Желтухин Н.Ф. Кашапов // Казань: Изд-во КГУ, 2000. - С.348.

97. Лазаренко Б.Р. Коммутация тока на границе металл электролит / Лазаренко Б.Р. // Кишинев: Штиинца, 1971. - С. 75.

98. Лазаренко Б.Б. Вольтамперные характеристики электрического разряда между металлическим и электролитическим электродами / Б.Б. Лазаренко,

99. B.М. Дураджи, A.A. Факторович // Электронная обработка материалов, 1972.-№3(45).-С. 29-33.

100. Гайсин Ф.М. Критериальное обобщение результатов экспериментальных исследований тепловых и электрических характеристик тлеющего разряда / Ф.М. Гайсин, Х.Г. Мухамадияров, P.P. Камалов // Инж-физ. журн, 1983. Т.44. - №3. - С 432 - 437.

101. Поляков O.B. Физико химические процессы в водных растворах, аницируемые анодными микроразрядами / О.В. Поляков // Кемерово, 1989.-С. 201.

102. Амирханова H.A. Исследование закономерностей электролитно -плазменного полирования жаропрочного сплава ЭП718 / H.A. Амирханова, В.А. Белоногов, Г.У. Белоногова // Металлообработка, 2003. -№ 6.- С. 6-20.

103. Амирханова H.A. Электролитно плазменное полирование меди и ее сплавов / H.A. Амирханова, В.А. Белоногов, Г.У. Белоногова// Электронная обработка металлов, 2001. - №3. - С. 4 - 10.

104. Гайсин А.Ф. Паровоздушные разряды между электролитическим катодом и металлическим анодом при атмосферном давлении / А.Ф. Гайсин, Э.Е. Сон // Теплофизика высоких температур. М., 2005. Т, 43, №1.-С. 5- 10.

105. Гайсин А.Ф. Паровоздушный разряд между электролитным анодом и металлическим катодом при атмосферном давлении / А.Ф. Гайсин // Теплофизика высоких температур. М., 2005. Т. 43, №5. - С. 684 - 690.

106. Гайсин А.Ф. Паровоздушный разряд с пористым электролитическим катодом при атмосферном давлении / А.Ф. Гайсин, Х.К. Тазмеев. // Теплофизика высоких температур. М., 2005. Т. 43, №6. - С. 813 - 819.

107. Гайсин А.Ф. Энергетические характеристики паровоздушного разряда с электролитическими и пористо электролитическими электродами. / А.Ф. Гайсин, М.Ф. Ахатов, Х.К. Тазмеев // Физика химия обработки материалов. М., 2005, №6, С. 32-35.

108. Гайсин А.Ф. Многоканальный разряд между проточным электролитическим катодом и металлическим анодом при атмосферном давлении / А.Ф. Гайсин // Теплофизика высоких температур. М., 2006. Т. 44, №3,- С. 5- 10.

109. Гайсин А.Ф. Нестационарный многоканальный разряд между струй электролита и металлическим электродом при атмосферном давлении / А.Ф. Гайсин // Теплофизика высоких температур. М., 2006. - Т.44, №5 -С. 344-348.

110. Гайсин А.Ф. Об особенностях многоканального разряда с твердым и электролитическим электродами при атмосферном давлении. / А.Ф. Гайсин, Э.Е. Сон // Теплофизика высоких температур, М., 2007. Т. 45, №2. С. 316-317.

111. Решение о выдаче патента на изобретение от 24.05.2007. /А.Ф. Гайсин. Способ получения многоканального разряда (варианты), заявка № 2006117472 от22.05.2006.

112. Пб.Гайсин А.Ф. Струйный многоканальный разряд с электролитическими электродами в процессах обработки твердых тел. / А.Ф. Гайсин, И.Ш. Абдуллин, Ф.М. Гайсин // Казань. Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2006. -446 с.

113. Gaisin A.F. Plasma electrolyte processing in machinery construction. / A.F. Gaisin, N.F. Kashapov // IV international conference «Plasma Physics and Plasma Technology». - Minsk, Belarus. - September 15-19. - 2003. - P.491-494.

114. Гайсин А.Ф. Устройство для активации воды / А.Ф. Гайсин, М.Ф. Ахатов, Р.К. Галимова и др. // Материалы междунар. молодежной научной конф. «XII Туполевские чтения»/ КГТУ им. А.Н Туполева. - Казань, 2004. - С. 3-4.

115. Гайсин А.Ф. Многоканальный разряд с жидким катодом / А.Ф. Гайсин, М.Ф. Ахатов, В.А. Савельев // Материалы междунар. молодежной научной конф. «XII Туполевские чтения»/ КГТУ им. А.Н. Туполева. -Казань, 2004. С. 22-23

116. Гайсин А.Ф. Паровоздушные разряды между жидкими неметаллическими электродами / А.Ф. Гайсин, М.Ф. Ахатов, В.А. Савельев // Материалы междунар. молодежной научной конф. « XII Туполевские чтения»/ КГТУ им. А.Н. Туполева. Казань, 2004. - С. 2324.

117. Гайсин А.Ф. Особенности нанесения жаростойких многокомпонентных покрытий на лопатки ГТУ / А.Ф. Гайсин, Н.С. Петелькина // Материалы междунар. молодежной научной конф. «XII Туполевские чтения»/ КГТУ им. А.Н. Туполева. Казань, 2004. - С. 45-46.

118. Гайсин А.Ф. Генераторы неравновесной плазмы с пористым электролитическим катодом / А.Ф. Гайсин, М.Ф. Ахатов, Б.Х. Тазмеев и др. // Материалы междунар молодежной научной конф «XII Туполевские чтения»/ КГТУ им. А.Н. Туполева. Казань, 2004. Т. 2. С. 56.

119. Гайсин А.Ф. Основные физико-химические процессы в плазменно-электролитных разрядах / А.Ф. Гайсин, Р.Н. Кашапов //Материалы VI междунар. симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии, — Иваново: Ивановск. гос. хим тех. ун-т, 2005. - С. 99-102.

120. Гайсин А.Ф. Метод получения ферромагнитного порошка при помощи низкотемпературной плазмы / А.Ф. Гайсин, А.З. Гумеров, И.М. Нуриев // Материалы межвузовской научно-практич. конф. «Вузовская наука -России». Наб.Челны: Изд-во КамПИ, 2005. - С. 57-60.

121. Гайсин А.Ф. Струйный паровоздушный разряд между электролитическим и металлическим электродами для очистки поверхности металлов и сплавов / А.Ф. Гайсин, М.Ф. Ахатов //

122. Материалы IV международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново: Ивановск. гос. хим.-тех. ун-т. 2005. С. 618-620.

123. Гайсин А.Ф Многоканальные разряды и их практические применения / А.Ф. Гайсин, Ф.М. Гайсин // Сб. трудов 2-й междунар. научно-практич. конф. «Исследование, разработки и применение высоких технологий в промышленности». СПб., 2006. - Т. 5. - С. 219.

124. Гайсин А.Ф. Паровоздушный разряд между струями электролита // Сб. трудов 2-й междунар. научно-практич. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». -СПб., 2006. Т. 4. - С.145-146.

125. Gaisin A.F. Strengthening of metal samples surfaces by multichannel discharge. Conference organizers / A.F. Gaisin, A.Z. Gumerov, I.M. Nuriev // Plasma Physics and Plasma Technology. Contributed papers. Minsk, Belarus 2006. -P.457.

126. Gaisin A. F. Multichannel discharge and plasma-electrolyte boundary / A.F. Gaisin // Plasma Physics and Plasma Technology. Contributed papers. Minsk, Belarus, 2006. -P. 62-64.

127. Gaisin A.F. Initiation of multichannel discharge between electrolyte anode and metal cathode / A.F. Gaisin, A.Z. Gumerov // Plasma Physics and Plasma Technology. Contributed papers. Minsk, Belarus, 2006. - P. 65-67.

128. Gaisin A F. No stationary propogating multichannel discharges with flowing and no flowing electrolyte / A.F. Gaisin // Plasma Physics and Plasma Technology. Contributed papers. Minsk, Belarus, 2006. - P. 68-69.

129. Gaisin A.F. Multichannel discharge with two electrolyte jets / A.F. Gaisin // High technology plasma processes. HTTP9 Book of abstracts. SPb., 2006. P. 67.

130. Гайсин А.Ф. Многоканальный разряд между электролитическими струями при атмосферном давлении / А.Ф. Гайсин, А.Р. Шайдуллина // Материалы междунар. молодежной науч. конф. «XIV Туполевские чтения»/ КГТУ им.А.Н. Туполева. Казань, 2006. - Т. 2. -С.157-158.

131. Gaisin A.F. Raleigh-Taylor Instability in the Glow Discharge with Liquid Electrode./A.F. Gaisin, E.E. Son, F.M. Gaisin // 10th International Workshop on the Physics of Compressible Turbulent Mixing. Book of Abstracts. Paris, France, 2006.-P. 145.

132. Гайсин А.Ф. Струйный многоканальный разряд между электролитическим катодом и металлическим анодом в процессах модификации поверхности / А.Ф. Гайсин // Препринт; Казанский государственный технологический университет. Казань, 2006. - 16 с.

133. Гайсин А.Ф. Струйный многоканальный разряд между электролитическим анодом и металлическим катодом при атмосферном давлении / А.Ф. Гайсин // Препринт; Казанский государственный технологический университет. Казань, 2006. - 16с.1. УТВЕРЖДАЮ»

134. Основные результаты и научно-техническая значимость выполненной работы.

135. На ОАО Казанский завод «Электроприбор» проведены упрочнения опытных образцов деталей из стали: Ст.45, Ст.40Х и СтУ8.

136. Проведенные испытания показали, что упрочнение поверхности образцов позволяет увеличить микротвердость по Викерсу НУ50 в среднем 4 раза при глубине слоя 0,9-Я ,5мм по сравнению с исходным образцом.

137. Внедрение исследований в практику.

138. Технологический процесс предусматривает плазменную обработку деталей штамповой оснастки с целью увеличения стойкости к износу.

139. Применение плазменной технологии позволяет увеличить ресурс штамповой оснастки, стабильность размеров получаемых деталей, а так же перейти на менее дорогостоящие материалы для изготовления оснастки.

140. Технико-экономический расчет основан на определении экономического эффекта за счет уменьшения потребности в дублировании оснастки (увеличения ресурса), сокращения затрат на материалы и уменьшения себестоимости изготовления.

141. Результаты расчета сведены в таблицу 1.

142. Результаты расчета экономической эффективности.