автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.10, диссертация на тему:Характеристики плазменной электротермической установки с жидким катодом

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

/

Г

На правах рукописи

Шакиров Юнус Идрисович

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМЕННОЙ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ С ЖИДКИМ КАТОДОМ

Специальность 05.09.10 - электротермические процессы

и установки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград 1990

— — ■ д. -

Ш V

С^ср

ш^ияадн

Работа выполнена в лаборатории "Высококонцентрированные источники энергии" кафедры электротехники и электроники Камского политехнического института г.Наб.Челны.

Научный руководитель : кандидат технических наук,доцент

Гайсин Ф.М.

Официальные оппоненты : доктор технических наук,профессор

Донской А.В..

доктор технических наук,доцент Дзюба В.Л.

Ведущая организация : НИИ Вакууммаш.

Защита состоится ".?Р.". часов на заседании специализированного совета к 063.38.25 по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Ленинградском Государственном техническом университете по адресу: 195251,Ленинград,Политехническая ул.,29,ауд. ..¿ЗД... , .С4-...корп.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского государственного технического университета

Автореферат разослан "....".................. 1990г.

Ученый секретарь специализированного Совета, к.т.н.,доцент

А.Н.Кривцов

харашрисши ллазменнш эшмгрогермичискол установи

с ;щдш1м катодом

Актуальность темы. 13 постановлениях, определяющих основные направления экономического и социального развития ссср на 19Ь6- 1990 годы и на период до 2000 года, указано на необходимость осуществления комплекса мероприятий по совершенствованию технологии производства. Поставлена задача расширения в 1,5 -2 раза применения прогрессивных базовых технологий и обеспечения широкого внедрения в народное хозяйство принципиально новых технологий - электронно-лучевых, плазменных и радиационных.

Одним из способов получения низкотемпературной плазмы является использование разряда, возникающего между твердым и жидким электродами. 13 настоящее время такие разряды используются в плазменной технологии нанесения высококачественных теплозащитных, антифрикционных, диэлектрических и противокоррозионных покрытий, а также для нагрева металлов и сплавов в электролите. Область применения разряда между твердым и жидким неметаллическим электродами расширяется. В последние года наметились новые перспективные направления применения разрпда с жидким катодом в плазмохимии, электронике и машиностроении. Несмотря на это физика разряда между твердым и жидким электродами практически не изучена, нет единого мнения о природе такого разряда, отсутствуют данные о вольт-амперных характеристиках (ВАХ), величинах анодного и катодного падения потенциалов. Не изучены физические процессы на границе раздела жидкого катода и плазмы, остается практически неисследованным взаимодействие плазмы такого разряда с поверхностями твердых тел. Все это задерживает разработку плазменных электротермических установок (УГУ) с жидким катодом и их внедрение в производство. Поэтому исследование, разработка и создание плазменных электротермических установок с жидким катодом являются актуальной задачей.

В связи с этим целью настоящей работы являются экспериментальное исследование характеристик разряда с жвдким катодом, разработка плазменной УГУ для получения ферромагнитных порошков, очистки поверхностей изделий, снятия заусенцев с деталей и внедрение её в промышленность.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

I. Создать экспериментальную плазменную ЭТУ для исследования характеристик разряда в газе между металлическим анодом и жидким катодом.

2. Экспериментально исследовать вольт-амперные характеристики разряда, распределения потенциала и напряженности электрического поля в плазме, определить анодное и катодное падения потенциала и плотности тока на электродах.

3. Получить зависимости напряженности электрического поля, анодного и катодного падений потенциала от давления межэлектродного расстояния и тока разряда.

4. Разработать плазменную электротермическую установку с -• жидким катодом для технологического применения.

5. Исследовать характеристики порошка, полученного в разряде между стальным электродом и электролитом.

6. Исследовать условия снятия заусенцев электрическим разрядом с деталей сложной конфигурации.

Научная новизна.Впервые исследованы электрические характеристики и структура разряда, возникающего между твердым анодом и жидким катодом в широком диапазоне давления и межэлектродного расстояния. В критериальной форма обощены электрические характеристики разряда, получены формулы для расчета зависимостей напряжения разряда и распределения напряженности электрического поля от силы тока, давления и межэлектродного расстояния. Показано существенное влияние природы электролита и его концентрации на характеристики разряда. Разработан новый способ получения ферромагнитного порошка в разряде между стальным электродом и электролитом. Исследовано влияние параметров разряда на процесс образования порошка. Предложен новый способ снятия заусенцев и очистки поверхности изделий сложной конфигурации в разряде с жидким катодом. Определены оптимальные режимы работы разработанной плазменной ЭТУ.

Практическая ценность, реализация и внедрение результатов исследований, tía основе проведенных исследований разработаны и

созданы опытно-промышленные плазменные электротермические установки, использование которых позволяет повысить производительность труда и качество обработки поверхностей деталей. Полученные обобщенные характеристики могут быть рекомендованы для использования в расчетах ЭТУ с жидким катодом.

Результаты работы используются при разработке и внедрении технологии очистки поверхностей изделий и снятия заусенцев после механической обработки с деталей машин постоянного тока и производства порошка оксида железа для изоляции корпуса и маг-нитопровода электромагнита на заводах НПО "Татэлектромаш" и "КамАЗ". Экономический эффект от внедрения составляет 34641 руб. в год.

Соответствующие акты об использовании результатов диссертации и справка о внедрении в указанных организациях приложены к диссертации.

На защиту выносятся:

I. Результаты экспериментальных исследований. Определены характеристики электрического разряда постоянного тока в газе между металлическим анодом и водными растворами Уасе, Си80ь дистиллированной водой, технической водой в диапазоне изменения давления от 0,55 - 4 кПа, межэлектродного расстояния 5 - бо мм.

В указанной области изменения параметров описана структура разрядов и получены распределения потенциала и напряженности электрического поля. Определены величины анодного и катодного падений потенциала и плотности тока на электродах. Получены зависимости потенциала и напряженности электрического поля, анодного и катодного падений потенциала от давления, межэлектродного расстояния и тока разряда. Электрические характеристики разряда обобщены в критериальном виде и найдены формулы для их расчета.

2. Способ получения металлического порошка в плазме разряда с жидким электродом. Иолучгны зависимости содержания магнетита и периода кристаллической решетки в частицах порошка от их диаметра. Определена гистограмма массового распределения частиц по их димаметрам для различных плотностей тока на электроде. По-получены формулы расчета производительности и среднего диаметра порошка.

3. Способ очистки поверхностей металлических изделий и удаления заусенцев после механической обработки с помощью разряда с жидким катодом.

4. Плазменная электротермическая установка с жидким катодом для получения ферромагнитного порошка, очистки поверхностей и удаления заусенцев с металлических изделий.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Всесоюзном совещании "Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганичзских материалов" (Москва, 19ЬЪг.), на научно-технических конференциях "Применение мессбауэровской спектроскопии и материаловедении" (Ижевск, 19Ь9г.), "Прикладная мессабауэровская спектроскопия" (Казань, 1990г.), "Научно-производственные и социально-экономические проблемы производства автомобиля "КамАЗ" (Наб.Челны, 19ЬВг.), "Наука - производству " (Наб.Челны, 1990г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списки литературы, а также примечания и приложения. Содержание работы изложено на 132 страницах, включая 70 страниц машинописного текста, 55 рисунков, библиографию из 123 наименований, примечание и приложение на 15 страницах.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель диссертации и описаны выносимые на защиту основные положения.

В первой главе дан краткий обзор современного состояния исследований электрического разряда в газе между твердым и жидким электродами. Рассмотрены особенности и характеристики такого разряда, области его применения, поставлены задачи диссертации .

Впервые разряд между электролитом и твердым анодом был получен Пчантэ. Он предполагал связь наблюдаемого явления с разрядами типа шаровой молнии. Сопрыкиным В.Д. изучалось влияние состава электролита на шаровой слой в разряде. Показано, что при контактном электролизе тлеющим разрядом возникает свечение

б

на аноде, которое окружено раствором.

В работах Словецкого Д.И. исследованы ВАХ электролитической ячейки при разных поллрностях активного электрода и для разных электролитов. Сравнение ВАХ плазменно-электролитных разрядов с ВАХ известных типов разрядов показывает, что в газопарной оболочке имеет место разряд нового типа. Минимальное напряжение горения составляет 50-80 В, что не характерно ни для искрового разряда, ни для тлеющего разряда. Такое низкое напряже-■ ние характерно для дугового разряда,' однако в случае плазменно-электролитного разряда отсутствуют катодное и анодное сужения и разряд скорее является диффузным с распределенными анодной и катодной областями.

- В настоящее время еще нет теории разряда в газе между ка-■тодбм-электролитом и металлическим анодом, которая была бы в состоянии объяснить все известные экспериментальные данные и • позволила бы производить расчеты с удовлетворительной для практики точностью. Очень мало экспериментальных данных о характеристиках электрического разряда с жидким катодом из различных электролитов. Далеко недостаточно изучены структура разряда, распределения потенциала и напряженности электрического поля, падения напряжения на катоде и аноде, плотность тока на электродах-.- Мало.данных о взаимодействии плазмы такого разряда с поверхностями твердых тел.

Во второй главе дается описание экспериментальной установки для исследования электрического разряда в газе ме?кду жидким катодом и металлическим анодом при средних и повышенных давлениях. Её функциональная схема представлена на рис. I.

Рис. I. Функциональная схема экспериментальной установки

Она состоит из систем электрического питания I, вакуумной камеры (Б1С) 2 с электролитической ванной, системы откачки 3, контрольно-измерительной аппаратуры 4 для измерения температуры электролита и газа, давления, влажности и плотности, устройства 5 для измерения пространственных распределений потенциала и напряженности электрического поля в разряде, устройства 6 для перемещения твердого электрода относительно электролита.

Питание разряда постоянным током в 1М осуществляется от высоковольтного регулируемого выпрямителя (ВРЗ) с током нагрузки до 2 А при напряжении до 4,5 кБ. 11апряжение трехфазной сети 220/350 В подается на регулируемый однофазный трансформатор, а затем на повышающий трансформатор. Выпрямитель собран по мостовой схеме. Бее измерительные приборы и вспомогательное оборудование (контакторы, электродвигатель вакуумного насоса, устройства изменения межэлектродного расстояния и т.д.) питаются от сети переменного тока частотой J = 50 Гц и напряжением 220/310,127 В. Максимальная суммарная мощность установки составляет 6,4 кВт. Вакуумная камера изготовлена из органического стекла цилиндрической формы. £(амера имеет фланцы для откачки и измерения давления, а также иллюминатор из оптического стекла для проведения фото,- киносъемок и визуальных наблюдений. Ванна, помещенная в ВЛ, изготовлена из стекла и заполняется исследуемыми электролитами необходимой концентрации.

Б экспериментах БАХ записывалось с помощью двухкоординат-ного планшетного самописца ПДП-4-002. Относительные погрешности измерения напряжения 1]р и тока I разряда не превышали 1,5$. Плавающий потенциал плазмы измерялся с помощью одиночного цилиндрического зонда и статического вольтметра С -75 класса точности 1,0. Для передвижения зонда в пространстве было создано координатное устройство, которое устанавливалось в Б^. Давление в камере измерялось с помощью (/ - образных ртутных манометров открытого типа с ценой деления 133 На, образцовых вакуумметров типа БО класса точности 0,4. Температура среды в вакуумной камере и электролита контролировалась с помощью термометров с ценой деления 0,5°С. Влажность воздуха определялась психометром типа ПБУ-1М.

Анодные и катодные падения потенциала были получены графической экстраполяцией распределения потенциала до поверхностей электродов. По измеренным распределениям потенциала Uf проведены расчеты распределения напряженности электрического поля в межэлектродном промежутке с использованием формулы

. Е = - yzad Vf . (I)

Усредненную плотность тока на катоде / и аноде / определяли по формулам

I _ _L ! ~ J-

Jk ~~ с ' J а. ~~ с ' (2)

Эк Oft

где S k и Sol площади катодного и анодного пятен соответственно. Для исследований порошка использовались методы ренгентоструктур-ного анализа и мессбауэровской спектроскопии. Ренгеновские исследования проведены на дифрактометре ДРОН-3 в кобальтовом (К) излучении с применением щелей Солляра. Мессбауэровские измерения произведены на спектрометре ЯГРС-4 с постоянным ускорением, созданном на базе многоканального анализатора TA-5I2B в геометриях поглощения и обратного рассеяния. Источником гамма-квантов служил СО в патрице хрома.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований разряда постоянного тока в газе между твердым анодом и жидким катодом. При пониженных давлениях разряд, как правило, имеет форму усеченного конуса с некоторым бочкообразным расширением в средней части. Анодное пятно занимает всю торцовую или несколько меньшую поверхность цилиндрического электрода. Катодное пятно имеет значительно большую площадь и принимает различные формы (рис.2). Положительный столб (ПС) при малых токах имеет фиолетовый цвет. С увеличением тока цвет разряда становится желтым и в последующем - ослепительно белым. Во многих режимах в прикатодной области наблюдается темное пространство. В частности, в разряде с жидким катодом из 2U;v-ro раствора CtiSO^ при межэлектродном расстоянии 2. = 20 мм, давлении 3999 Па, токе 0,1 А разряд имеет видимую конусообразную форму с катодным пятном

Рис.2. Разряд между стальным анодом и жидким катодом-20%-м раствором Си^. = 20 мм и Р = 30 Тор. а) I = 0,15 А; б) 1 = 0,1 А; в) I = 0,2 А; г) I = 0,6 А.

в виде буквы Л, которое может медленно вращаться как по часовой, так и против часовой стрелки. При токе 1 = 0,2 А форма катодного пятна изменяется, появляются различные неустойчивые фигуры - " ромашки", "цветки". При токе более I = 0,6 А около анода формируется ПС в виде яркого ослепительного лара и начинается распыление анода.

БАХ разряда между жидким катодом и металлическим анодом является падающим. Напряжение разряда значительно увеличивается с ростом £ . С изменением состава и концентрации жидкого катода вид зависимости 1)рот I несколько меняется.

h, ' JК, Мсм

5 ■0,05

0,0k

Ь -0,03

г- 0,02

■ 0,01

Характерные графики зависимостей плотностей тока на катоде и аноде показаны на рис.З.

Зависимость плотности тока на жидком катоде (техническая вода) и на металлическом аноде от тока разряца при Р = 2665 IIa для различных ^ : 1,5-10; 2,6-20; 3,7-30; 4,8-40 мм; 1,2, 3,4- / к; 5,б,7,ь- / а.

0,1 0,2 0,ъ Ofi 0,5

Плотность тока на катоде из технической воды с ростом тока сначала уменьшается, достигает минимума и затем растет. Характер зависимости j к от I для катодов из растворов Си$04 и А/аСе является аналогичным. С увеличением межэлектоодного расстояния J к уменьшается, в го время как J а от tue зависит. Анализ полученных результатов показал, что при прочих равных условиях замена металлического катода на электролит приводит к увеличению плотности тока на твердом аноде на один порядок и уменьшению плотности тока на катоде в 1,5- 2 раза. Плотность тока на. электродах существенно зависит от состава и концентрации электролита. С уменьшением> проводимости электролита ^уменьшается, а J а растет. Рост J CL способствует быстрому нагреву и распылению анода.

Характер распределения потенциала и напряженности электрического поля вдоль оси разряда существенно зависит от материала катода (рис.4,5). Б то время как в разряде между металлическими электродами Ев плазменном столбе с удалением от анода монотонно уменьшается, в разряде с жидким катодом она сначала уменьшается, достигает минимума и затем повышается. С увеличением тока Е в прнкатодной области ПС растет, а в прианод-ной области ПС уменьшается. Рост Е в IIC вблизи катода объясняется малой концентрацией электронов у поверхности электролита.

Напряженность растет с повышением давления. На величину Е также влияет проводимость электролита.

Е-1о д/см

в 6

г

Чоо •60 -60 -40

И20

к

0 2 4 б 8 Цт

Рис.4. Распределение потенциала (кривая I) и напряженности электрического поля (кривая 2) при Р = 1333 Па на оси' разряда между жидким катодом (техническая вода) и металлическим анодом.

Е-Го', л Ь/см 6 -во

5 -60

4 -ко

г -20

А

N

ч /

/Г

2 4 6 бу,т

Рис.5. Распределение потенциала (кривая I) и напряженности электрического поля (кривая 2) при Р = 1333 Па, I = 100 мА, £ =10 мм на оси разряда между жидким катодом и металлическим анодом.

В случае использования раствора у\/аС£ с большой проводимостью Е»н;к снижается в 3 раза по сравнении с показанным на рис.3 случаем. Это объясняется попаданием легкоионизируемых атомов натрия в разряд.

Величина анодного падения потенциала на твердом аноде меняется от 40-65 В и повышается с ростом давления и межэлектродного расстояния. 1Са'годное падение потенциала существенно зависит от материала электрода. Значение (Д для плоского металлического электрода равно 290 В, 20>-го раствора //оР2 - 435 В, технической воды - 4Ь5 В.

Экспериментальные данные для напряжения разряда и напряженности электрического поля обобщены в критериальной форме. Получены формулы для расчета зависимостей напряжения и напряженное-

ти электрического поля от межэлектродного расстояния, давления и силы тока. На рис.б представлен график обобщенной ВАХ разряда. Она в диапазоне параметров 1 = 0,1 - 0,6 А , Р = 1333-10 Па, £ = 2-40 мм описывается формулой

'(р€) , а^зоМ^Л3)

о,5 -Р.1/2

Ъ1лт А Па

Рис.6. Обобщенная вольт-амперная характеристика разряда с жидким катодом из технической воды.

1 - £ = 0,002, Р = ИГ;

2 - 2 = 0,007, Р = У99Ь; 3- 0,015МР = 266611а.

Ю 20 30 40 50 1А.

Максимальное среднеквадратичное отклонение экспериментальных значений(^от расчетных составляет Полученная, обобщенная ВАХ может быть рекомендована для использования в расчетах электротермических установок с жидким катодом.

В указанном выше диапазоне параметров собственные и известные из литературы данные других авторов для минимального значения напряженности электрического поля обобщаются формулой

Для расчета расстояния от анода до сечения, где достигается минимальное значение напряженности электрического поля, получена формула

€=0055А-»ПаО'°г.м''4 -

* (Ь)

Распределение напряженности электрического поля в . плазменном * столбе описывается формулами

(Е-Ет1П)е''5 п /7 Г^ЛУУ-У* )* „

'/77

(7)

13 сечении у = значение Е определяется формулой (4). В окрестности сечения у^, величину Е следует находить с помощью интерполяционной кривой, проходящей через точку (уж , ЕЫп). Формулы (4) (5) (6) позволяют рассчитывать напряженность электрического поля с погрешностью не более 15$ в диапазоне параметров I = 0,1- 0,6 А, Р = 1333-Ю^Па, £ = (2-40) Ю3 м.

Б четвертой главе на основе полученных в работе результатов разработана, создана и внедрена в промышленность опытно-промышленная У1У, схема которой показана на рис.7. Разработаны новые способы получения ферромагнитного порошка и очистки поверхностей изделий с помощью разряда с жидким катодом. Получены зависимости содержания магнетита Ре30^ и периода кристаллической

решетки в частицах порошка от их диаметра и гистограмма массового распределения частиц по их диаметрам для различных плотностей тока на электроде. Определены оптимальные реиимы получения порошка и снятия заусенцев на плазменной электротермической установке с жидким катодом.

Г

1. 2 3 А

12 б |

1 /

и 7

J

Рис.7. Структурная схема плазменной электротермической установки с жидким электродом I - стабилизатор напряжения; 2 - система контроля МЭЗ; 3 - система контроля параметров электролита; 4 - система контроля электрических параметров разряда; 5 - вытяжная вентиляция; 6 - насос для перекачки электролита; 7 - фильтр для очистки электролита; Ь- емкость с электролитом; 9- насос для подачи электролита в электролитическую ванну; Ю- электролитическая ванна; II - обрабатываемая деталь; 12 - держатель обрабат. детали с приводом; 13 - блок выпрямителей; 14 - трансформатор; 15 - регулятор напряжения

Электротермическая установка представляет собой комплекс оборудования, включающий разрядный блок, источник питания разрядного блока электроэнергией, системы стабилизации и контроля основных электрических и технологических параметров, системы подачи и очистки электролита. Б процессах очистки поверхности изделий и снятия заусенцев после механической обработки напряжение горения разряда составляет 400-500 В, величина тока зависит от площади обрабатываемой кромки детали и достигает 50-70 Л.

В работе исследовался процесс обработки поверхности изделий разрядом при атмосферном давлении, плотности тока 120 А/цм^, U р = 450 В с использованием 10^-го раствора/\/оС?. Экспериментально установлено, что с кромок алюминиевых лопастей агрегата автомобиля "КамАЗ" заусенцы высотой 120-410 мкм удалялись полностью в течение 00-90 с. При плотности тока 100 А/дм*" и напряжении 460 В заусенцы высотой 30-60 мкм с медных коллекторных пластин удалялись в течение Ю с, а высотой до 170 мкм - в течение, 40с. Поверхности деталей оставались чище и долгое время не подвер гались коррозии. Описанный способ позволяет очищать поверхности сложного профиля. Использование электротермического метода позволило повысить производительность снятия заусенцев в 2 - 2,5 раза и уменьшить шероховатость до 0,16 - О,В мкм.

Полученный порошок в разряде плазменной ЭТУ имеет сферическую форму с диаметром от I- 300 мкм. Размеры частиц и производительность зависят от свойств материала электрода. Дисперсность порошка повышается с увеличением содержания углерода в стали.

Количественный рентгенофазовый анализ методом градуировоч-ной кривой показал, что основной фазой в порошке является магнетит Fe^Ü^ ( до 90% по объему). От размера частиц зависит период кристаллической решетки вюстита ГеО, имеющегося в порошке. Величина этого параметра в фракции порошка тем больше, чем ниже её дисперсность. Путем обработки экспериментальных данных методом Гаусса-Зайделя на ЭВМ длл расчета производительности порошка получена формула

Л = 781 ''*//-в~**Гу*vrae" . (в)

описывающая экспериментальные данные с погрешностью + 5% в диапазоне I = 0,6 * 1,0 Л. Путем экстрополлции кривых определена критическая плотность тока кр., ниже которой образование порошка прекращается. Она составляет 0,5 А/см2. Порошок, полученный^ при значениях плотности тока на электроде / э, меньших 10 Л/см , состоит из- частиц диаметром от I мкм до I мм. Анализ результатов просеивания показал, что более половины массы порошка составляют частицы диаметром менее 200 мкм и в зависимости от условий синтеза их содержание в продукте изменяется от 50 до 100,1. Дифференциальные функции массового распределения частиц по их размерам (рис.8) рассчитаны по формуле:

/

•/00

(9)

где &с1г- интервал изменения диаметра для с -ой фракции, содержащей частиц со средним диаметром Максимум дифференциального распределения находится в интервале значений от 40 до ЬО мкм и уменьшается при повышении плотности тока на электроде, соответственно происходит перераспределение частиц в сторону больших значений диаметра. Среднее значение диаметра 5 частиц зависит от силы тока, плотности тока на аноде и описывается эмпирической формулой

(10)

ш/

о.

Рис.0. Дифференциальные кривые массового распределения частиц полученного порошка из стали УЮ по их 7> диаметрам при I = 1,0 А и [)= 1300 В для различных Л (Л/см2) 1-1,3; 2-2,0; 3-3,5; 4=В,0.

V»

1оа

•500

основные вывода

1. Из анализа работ выявлено современное состояние исследований электрического разряда в газе между твердым и жидким электродами. Определен круг вопросов, которые необходимо решить для широкого внедрения в промышленность плазменной электротермической установки с жидким катодом и, исходя из этого, поставлены задачи диссертации.

2. Создана экспериментальная плазменно-электротермическая установка для исследования характеристик разряда в газе между металлическим анодом и жидким катодом в широком диапазоне изменения тока (.0,05.... 70 А), напряжения разряда (100.... 350 В), давления (1333...10° Па), межэлектродного расстояния (0,2...60мм) и состава электролита. Создан диагностический комплекс для измерения параметров плазмы разряда.

3. Экспериментально определены и исследованы геометрия разряда, его вах, распределения потенциала и напряженности электрического поля в плазме, катодное и анодное падения потенциала, плотности тока на электродах и падение напряжения в электролите. Установлено, что при больших токах и повышенных давлениях использование жидкого катода из технической воды приводит к увеличению плотности тока на аноде почти в V раз по сравнению со случаем, когда катодом служит металл. Показано, что при малых токах

ч I < I А ) и низких давлениях ( Р < 5332 Па) разряд имеет большое катодное падение потенциала (400... 4В0 В), что характерно для неравновесного разряда. Обнаружено, что в прикатодной области Е - I характеристика является восходящей. Обработка экспериментальных данных в критериальной форме позволила получить обобщенные электрические характеристики неравновесного разряда с жидким катодом. Получена формула, позволяющая рассчитывать напряжение разряда с погрешностью не более + 2,5*.' в диапазоне параметров 1 = 0,1*0,6 А, Р = 1333*Ю5 Па, £ = 2* 40 мм.

4. Разработан электротермический способ очистки поверхности изделий и снятия заусенцев с деталей сложной конфигурации. Исследованы процессы плазменной обработки деталей из алюминия, меди, стали. Установлены режимы, при которых производительность снятия заусенцев повышается в 2-2,5 раза по сравнении с электроэро-

ионным способом, одновременно уменьшается шероховатость до ,'1Ь - 0_,08 ИКМ.

5. Разработан способ получения порошка и создана плазмен-ая. электротермическая установка с жицким катодом. Получен метал-ический порошок и исследованы его характеристики. Установлены 1вжимы получения порошка из стали 20, УЬА, УЮ,обеспечивающие [роизводителыгость до 70 г/кВт- час и необходимую дисперсность, ¡оказано, что B0-95'/i материала частицы составляет магнетит 'е^О^. Получена формула для расчета производительности предло-;енного процесса. Определена критическая плотность тока, ниже ко-чорой образование порошка прекращается.

Основное содержание работы опубликовано в следующих работах: Гайсин У0.М., Сон O.K., Ыакиров Ю.И. Объемный разряд в парогазовой среде между твердым и жидким электродами. 1УУ0.М.';ВЗПИ. 90С.

I. Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И., Хакимов Р.Г. и др. Исследование газового разряда между твердым и жидким электродами.// Тезисы докл. Республ.научно-техн.конференции, 27-29 марта 1990. tla6. Челны, 1990. с.101.

3. Гайсин Jj.M., Хакимов Р.Г.,Шакиров Ю.И. Способ получения металлического порошка 1989. Положит.решение по заявке Г4336058/ 31-02 от 28.07.89.

1. Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И.,Хакимов Р.Г. Материалы для нанесения плазменных покрытий /Д'ез.докл. У1 научно-техн.конференций "(СамАЗ - ХамЛИ" Научно-производственные и соципльно-эко-• номические проблемы производства автомобиля "ХамАЗ" 10-11 июня 1968.- Наб.Челны, 1988. с.74

S3. Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И., Манасыпова Р.Г. Получение металлического порошка с применением электрического разряда.// Тез. докл. У всесоюзного совещания "Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов" 4-и октября 1988. - М., 1988. с.80

6. Губайдуллин Р.К., Гайсин чг.М., Сафин Ш.Р., Ыакиров Ю.И. Применение ЯГРС к изучению продуктов плазмохимического синтеза ферритоаых проду1стов // Тез.докл.Уральской научно-техн.конфе-

ренции "Применение мессбауэровской спектроскопии в металлургии". 11-13 мая 19Ь9. - Ижевск, 1989. с.Ы.

7. Башкиров U.iil., Валиев P.A., Гайсин Ф.М., Шакиров W.U. "Исследования порошка, полученного воздействием плазмы /Дез. докл. Уральской научно-техн.конференции "Применение мессбау-эровской спектроскопии в материаловедении". 11-13 мая 19ЬУ. - Ижевск, 19Ь9. с. 60.

Ь. Гайсин i.tl., Ильясов Р.Ш.,Шакиров Ю.И. и др. "Электрофизический метод снятия заусенцев в различных металлах и деталях. /Дез.докл.республикан.научно-техн.конференции."Наука- производству". 27-29 марта 1990. Наб.Челны, 1990. с.43.

9. Валеев P.A., Гайсин Ф.М., Шакиров Ю.И. и др. "Свойства мелкодисперсного порошка окислов железа, получаемого плазмохим и-ческим методом // Тез.докл. научно-техн.конференции "Прикладная мессбауэровская спектроскопия". 14-16 июня 1990,- Казань, 1990. с.53.

10. Гайсин Ф.М., Валеев P.A., Шакиров Ю.И. "Особенности порошка, полученного в разряде между стальным электродом и электролитом. // Порошковая металлургия,1990.

Подписано к печати 2.11.90 г.

Тираж 100 экз. Бесплатно

Заказ 35"^ Уч.-изд.л. 1,0

Отпечатано на ротапринте КамПИ

423810 ,Наб.Челны, Проспект Мира, üb/19.