Роль физических критериев в объяснении механизмов образования микроплазменных покрытий

Abstract

В статье рассматривается возможность применения общеизвестных физических критериев подобия для объяснения механизма формирования покрытий при различных видах металлизации поверхностей. Целью данного исследования является определение роли выбранных физических критериев в выяснении характера и особенностей всех этапов образования микроплазменных покрытий методом электроискрового легирования с дополнительным ультразвуковым воздействием (ЭИЛ с УЗВ), осуществляемого в воздушной среде, и методом анодного микродугового оксидирования (АМДО), проводимого в жидкой среде. Для описания микроплазмоискровых процессов, осуществляемых в различных передающих средах, составлен подобный по физической сущности функционал, в который введены обобщенные характеристики материала: составы передающей среды при АМДО и легирующего электрода, переносимого на поверхность в процессе интегрального воздействия ЭИЛ с УЗВ, его теплосодержание, удельный вес и энергия активации. При этом учитывалось, что на кинетику процесса массопереноса, выбранного материала, оказывают влияние проводимость плазмы, сила тока и напряжение, скорость перенесения частицы в потоке, имеющем определенное сечение, в среде с конкретным внешним давлением. Было принято, что для реализации конкретного (искрового) процесса переносимый материал должен иметь (при наличии ограничений на мощность источника энергии) достаточно низкое по сравнению с металлизируемой поверхностью теплосодержание. При выборе таких критериев использован известный подход, когда условия взаимодействия отдельного фрагмента (частички)поверхности обрабатываемого объекта с формируемым на ней покрытием принимаются в качестве целевой функции, например, припекания. Введение в модель механизма металлизации поверхности при микроплазмоискровой обработке безразмерных и имеющих численное выражение критериев с заменой ими отношений действующих параметров обеих технологий позволяет упрощать управление и коррекцию всех стадий образования и роста функциональных покрытий.