Экспериментально исследованы распространение и структура импульсного микро-плазменного разряда (длительность разряда 100 мкс, амплитуда электрического тока в разряде 200 А), инициируемого на поверхности титанового образца, покрытого тонкой диэлектрической пленкой толщиной около 10 нм, широкоапертурным потоком плазмы c плотность плазмы 21013 см-3 и длительностью импульса 25 мкс. Обнаружено, что свечение микроплазменного разряда визуально в макромасштабе имеет разветвленную структуру типа дендрита, которая в микромасштабе состоит из большого количества ярко светящихся «точечных» образований – локализованных на поверхности металла катодных пятен. В результате взаимодействия микроплазменного разряда с образцом титана происходит эрозия его поверхности. При этом эрозионная структура визуально «идентична» структуре свечения разряда и состоит из большого количества отдельных микрократеров с характерными размерами от 0,3 до 10 мкм, локализованных на поверхности металла в пределах области площадью 1 см2. Вся совокупность микрократеров в макромасштабе образует разветвленную структуру типа дендрита. Установлено, что микроплазменный разряд распространяется вдоль поверхности титана, по-крытого тонкой диэлектрической пленкой, со средней скоростью 70 м/с. Причём, распространение микроплазменного разряда имеет «прыжковый» характер: плазма «неподвижных» горящих катодных пятен инициирует возбуждение новых катод-ных пятен на расстояниях локализации 3–30 мкм от них.
The propagation and structure of the pulsed microplasma discharge (the discharge duration is 100 μs; the electric current amplitude in the discharge is 200 A) were studied experimentally. The ischarge was initiated on the titanium sample surface covered with the thin (10 nm) dielectric film, which was exposed to the wide-aperture plasma flow with a density of 21013 cm3 and pulse duration of 25 μs. It was found that, on a macroscale, the micro-plasma discharge glow has the dendrite-type branched structure, which, on a microscale, consists of a large number of brightly glowing “point” formations (the cathode spots) local-ized on the metal surface. As a result of the interaction of the microplasma discharge with the titanium sample, the metal surface becomes eroded. In this case, the erosion structure is visually “identical” to the discharge glow structure and consists of a large number of individual microcraters with characteristic sizes from 0.3 to 10 μm localized on the metal surface within an area of 1 cm2. On a macroscale, the entire aggregation of microcraters forms the den-drite-type branched structure. It was found that the microplasma discharge propagates along the titanium surface covered with the thin dielectric film at an average velocity of 70 m/s. Moreover, the microplasma discharge propagation has the “jumping” character: the plasma of “motionless” burning cathode spots initiates the excitation of new cathode spots at distances of 3–30 µm from them.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 43976480
