Nitriding in a cyclically switched glow discharge
Вантажиться...
Дата
2023
Автори
Stechyshyn, M.S.
Dykha, O.V.
Oleksandrenko, V.P.
Stechyshyna, N.M.
Стечишин, М.С.
Диха, О.В.
Олександренко, В.П.
Стечишина, Н.М.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
The paper shows the prospects of nitriding in a cyclically switched discharge, the classification of nitriding
processes in a glow discharge according to the criteria of the characteristics of the power source is given. A
comparison of the advantages and disadvantages of nitriding processes with constant and cyclically switched
discharge is given.From a theoretical point of view, the process of nitriding in a cyclically switched glow discharge
is considered based on the concept of an energy model. In accordance with this model, tasks for further theoretical
and experimental research are formulated. It is shown that the process of surface modification in a cyclically
switched discharge opens up new possibilities associated with variants of the CSD itself, which is characterized
by: frequency, period and pulse shape. The implementation of the process of adjusting the switching frequency,
pitch - the ratio of the cycle period to the duration of the signal, and the shape of the signal itself opens up wide
opportunities to significantly influence the results of surface treatment.
The influence of the shape of the discharge power signal on the kinetics of the nitriding process and its
results opens up wide opportunities for studying the process itself. The presence of surges at the beginning and at
the end of the cycles can, in principle, significantly affect both the nature of the nitriding process itself and the
structure and phase composition of the modified surface layer, since short-term and sufficiently powerful voltage
surges should lead to intensive surface sputtering. The destruction of the monolayer of nitrides, which has just
formed on the surface, will contribute to the increase of the depth of the nitrided layer due to the diffusion of
nitrogen particles, as well as to a certain extent leveling off the blocking effect of the surface nitride layers.
В роботі показані перспективи азотування в циклічно-комутованому розряді, наведена класифікація процесів азотування в тліючому розряді за критерієм характеристик джерела живлення. Приводиться порівняння переваг і недоліків процесів азотування з постійним і циклічно-комутованим розрядом. В теоретичному плані процес азотування в циклічно-комутованому тліючому розряді розглядається виходячи з концепції енергетичної моделі. У відповідності до цієї моделі сформульовані завдання для проведення подальших теоретичних та експериментальних досліджень. Показано, що процес модифікації поверхні в циклічно комутованому розряді відкриває нові можливості, пов’язані з варіантами самого ЦКР, який характеризується: частотою, періодом та формою імпульсу. Реалізація процесу регулювання частоти комутації, шпаруватості – відношення періоду циклу до тривалості сигналу, та форми самого сигналу відкриває широкі можливості суттєво впливати на результати обробки поверхні. Вплив форми сигналу живлення розряду на кінетику процесу азотування та його результати відкриває широкі можливості для дослідження самого процесу. Наявність сплесків на початку та в кінці циклів в принципі може суттєво впливати як на характер самого процесу азотування, так і на структуру та фазовий склад модифікованого поверхневого шару, оскільки короткочасні та достатньо потужні сплески напруги повинні призводити до інтенсивного розпорошення поверхні. Руйнування моношару нітридів, які щойно утворились на поверхні, сприятиме збільшенню глибини азотованого шару за рахунок дифузії часток азоту, а також нівелюватиме до певної міри блокуючий ефект поверхневих нітридних шарів.
В роботі показані перспективи азотування в циклічно-комутованому розряді, наведена класифікація процесів азотування в тліючому розряді за критерієм характеристик джерела живлення. Приводиться порівняння переваг і недоліків процесів азотування з постійним і циклічно-комутованим розрядом. В теоретичному плані процес азотування в циклічно-комутованому тліючому розряді розглядається виходячи з концепції енергетичної моделі. У відповідності до цієї моделі сформульовані завдання для проведення подальших теоретичних та експериментальних досліджень. Показано, що процес модифікації поверхні в циклічно комутованому розряді відкриває нові можливості, пов’язані з варіантами самого ЦКР, який характеризується: частотою, періодом та формою імпульсу. Реалізація процесу регулювання частоти комутації, шпаруватості – відношення періоду циклу до тривалості сигналу, та форми самого сигналу відкриває широкі можливості суттєво впливати на результати обробки поверхні. Вплив форми сигналу живлення розряду на кінетику процесу азотування та його результати відкриває широкі можливості для дослідження самого процесу. Наявність сплесків на початку та в кінці циклів в принципі може суттєво впливати як на характер самого процесу азотування, так і на структуру та фазовий склад модифікованого поверхневого шару, оскільки короткочасні та достатньо потужні сплески напруги повинні призводити до інтенсивного розпорошення поверхні. Руйнування моношару нітридів, які щойно утворились на поверхні, сприятиме збільшенню глибини азотованого шару за рахунок дифузії часток азоту, а також нівелюватиме до певної міри блокуючий ефект поверхневих нітридних шарів.
Опис
Ключові слова
nitriding, glow discharge, cyclic switching, discharge power, waveform, nitride layer depth, азотування, тліючий розряд, циклічна комутація, живлення розряду, форма сигналу, глибина нітридного шару
Бібліографічний опис
Nitriding in a cyclically switched glow discharge / M. S. Stechyshyn, O. V. Dykha, V. P. Oleksandrenko, N. M. Stechyshyna // Problems of Tribology. – 2023. – Vol. 28, No 2/108. – Р. 20-27.