Конструкция анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КОНСТРУКЦИЯ АНОДА ПЛАЗМОТРОНА ДЛЯ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОГО НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ(71) Заявитель Учреждение образования Мозырский государственный педагогический университет имени И.П.Шамякина(72) Авторы Голозубов Андрей Леонидович Старовойтов Александр Михайлович Голозубова Анна Алексеевна(73) Патентообладатель Учреждение образования Мозырский государственный педагогический университет имени И.П.Шамякина(57) Конструкция анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий, выполненная в виде детали цилиндрической формы, которая имеет входную коническую поверхность, наружный коаксиальный канал для ламинеризации плазменной струи и внутренний коаксиальный канал стабилизации плазменной струи, отличающаяся тем,что внутренний коаксиальный канал дополнительно снабжен проходными отверстиями для подачи паров реагента.(56) 1. Плазмотрон для плазмохимического нанесения покрытий Пат. РБ 2306, 1, МПК 605 1/26 /А.Л Голозубов., Э.М. Пархимович, О.В. Иванина, А.Р. Андреев заявитель Могилев, машиностроит. ин-т. -950023 заявл. 10.01.1995 опубл. 16.03.1998 // Афцыйны бюл. / Нац. цэнтр нтэлектуал. уласнасц. - 1998. -3. - С. 222. Полезная модель относится к области плазменных технологий и может найти применение в производстве дуговых плазмотронов, предназначенных для плазмохимического нанесения покрытий. 73622011.06.30 Известен плазмотрон для нанесения плазмохимических покрытий, содержащий корпус, водоохлаждаемые торцовые анод и катод, электронейтральную вставку, изолированную от корпуса и анода, вихревую камеру, расположенную соосно на торцовом катоде,имеющую по меньшей мере одно тангенциальное отверстие 1. Недостатком этого плазмотрона, принятого за прототип, является введение реагента вместе с плазмообразующим газом в паровой фазе непосредственно в катодную область плазмотрона, в результате чего происходит протекание реакции осаждения соединений кремния в виде ультрадисперсного порошка внутри самого плазмотрона, преимущественно на внутренних поверхностях катодного узла и электронейтральной вставки. В результате уменьшается внутреннее проходное сечение и увеличивается трение по внутренним поверхностям плазмотрона, что способствует турбулизации плазменной струи и снижению по этой причине качества наносимого покрытия за счет ухудшения защиты зоны осаждения покрытия от воздействия атмосферного воздуха. Задачей полезной модели является повышение качества наносимых покрытий, снижение себестоимости изготовления деталей и получение за счет этого экономического эффекта, что достигается исключением образования налета на внутренних поверхностях катодного узла и электронейтральной вставки. Для решения поставленной задачи изменена конструкция анода плазмотрона. Предлагаемая конструкция анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий выполнена в виде детали цилиндрической формы с конической входной поверхностью,внутренним коаксиальным каналом для стабилизации плазменной струи и наружным коаксиальным каналом для ламинеризации плазменной струи. Внутренний коаксиальный канал дополнительно снабжен проходными отверстиями для подачи паров реагента. В предлагаемой конструкции анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий, ввод реагента в паровой фазе осуществляется раздельно с плазмообразующим газом и происходит не в катодной области плазмотрона, а через отверстия в аноде, по которым насыщенный парами реагента газ-носитель (например, аргон) поступает в реакционную плазму. При этом место ввода газа-носителя, насыщенного парами реагента,должно отстоять от наружного среза анода плазмотрона на расстоянии, достаточном для протекания реакции пиролиза реагента в плазменной струе и гомогенизации ее состава. Это расстояние зависит от внутреннего диаметра анода плазмотрона, давления и расхода плазмообразующего газа, силы тока дуги плазмотрона, расхода газа-носителя и степени насыщенности его парами реагента, и должно обеспечивать ламинарный режим истечения плазменной струи. Сущность полезной модели поясняется чертежом. На фигуре показана заявляемая конструкция анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий. Заявляемая конструкция анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий представляет собой деталь цилиндрической формы, которая имеет входную коническую поверхность 1, предназначенную для зажигания дуги плазмотрона, внутренний коаксиальный канал 2, служащий для стабилизации плазменной струи и имеющий проходные отверстия 3 для подачи газа-носителя, насыщенного парами реагента, наружный коаксиальный канал 4 большего диаметра для ламинеризации плазменной струи. Заявляемая конструкция анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий работает следующим образом (фигура). Газ-носитель, насыщенный парами реагента, поступает по отверстиям 3 во внутренний коаксиальный канал 2, по которому движется плазменная струя, смешивается с ней, в результате чего происходит пиролиз паров реагента и образование реакционно-способной плазменной струи, тем самым исключается образование налета на внутренних поверхностях катодного узла и электронейтральной вставки, расположенных до анода плазмотрона и соответственно обеспечивается более высокое качество наносимого покрытия и более высокая производительность плазмотрона. Кроме указанного, внутренний коаксиальный 2 73622011.06.30 канал 2 имеет меньший диаметр, чем электронейтральная вставка и наружный коаксиальный канал 4, поэтому в нем плазменная струя имеет более высокую скорость, что способствует более интенсивному перемешиванию плазменной струи с газом-носителем,насыщенным парами реагента, в результате чего состав реакционной плазмы гомогенизируется быстрее, что также улучшает качество наносимого покрытия. Заявляемая конструкция анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий не требует сложной технологии изготовления. Использование заявляемой конструкции анода плазмотрона для плазмохимического нанесения покрытий позволит существенно повысить качество наносимых покрытий и производительность процесса, снизить себестоимость изготовления деталей и получить за счет этого экономический эффект. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3