×
19.10.2018
218.016.93a8

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЕРЕНАПЫЛЁННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СЛОЁВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к технологии очистки вакуумных камер и других элементов в вакууме, находящихся в труднодоступных для очистки местах, от перенапыленных углеводородных слоев и может быть использовано в установках с обращенными к плазме элементами из углеродных материалов и в технологических установках. Сущность способа заключается в создании вакуума в рабочем объеме, зажигании ВЧ плазмы в атмосфере рабочего газа при давлении, достаточном для генерации плазмы. Используемую для удаления перенапыленных углеводородных слоев, ВЧ плазму создают с помощью электронного пучка в продольном магнитном поле не менее 1000 Гс, направленного на приемный электрод с коэффициентом вторичной эмиссии >1. При этом на приемный электрод подают напряжение смещения, необходимое для перехода разряда в автоколебательный режим. После перехода разряда в автоколебательный режим в примыкающих к разряду стенках наводятся высокочастотные токи. А в полостях и щелях возникают сильные переменные поля, способствующие появлению химически активных радикалов как в прилегающих к стенкам областях, так и в щелях и затененных от плазмы областях. Взаимодействие химически активных радикалов с углеводородными пленками приводит к появлению летучих соединений и соответственно очистке поверхности. Изобретение обеспечивает расширение возможностей по удалению углеводородных пленок в местах, где это практически невозможно сделать с использованием известных на данный момент технологий. При этом способ можно использовать, когда есть необходимость очистки при низком давлении порядка 10-10 Па. 5 ил.

Изобретение относится к технологии очистки вакуумных камер и других элементов в вакууме, находящихся в труднодоступных для очистки местах, от перенапыленных углеводородных слоев и может быть использовано в установках с обращенными к плазме элементами из углеродных материалов и в технологических установках.

Известен способ плазменной очистки, заключающийся в создании вакуума в рабочем объеме, напуске рабочего газа, зажигании емкостного ВЧ разряда, с специальной системой для подвода потока химически активных частиц из плазмы на обрабатываемую поверхность [патент РФ №2037343].

Недостатком данного способа является невозможность использования его для очистки поверхности с неоднородным, заранее неизвестным рельефом, в котором имеется большое количество щелей, а также крупных поверхностей, таких как стенки камеры. Как следует из описания прототипа, обработка поверхности происходит не за счет прямого воздействия плазмы на очищаемую поверхность, а за счет потока химически активных частиц, образовавшихся в плазме и попадающих на обрабатываемую поверхность уже за счет конфигурации вакуумной системы, что в общем снижает эффективность метода.

Известен способ плазменной очистки углеводородных слоев, который был выбран в качестве прототипа, заключающийся в создании вакуума в рабочем объеме, напуске рабочего газа (кислород или оксид азота) до давления от 100 до 800 Па, в зависимости от того какую область надо очищать (стенки камеры или один из электродов), с последующим зажиганием емкостного ВЧ разряда между электродами с характерным расстоянием между ними порядка нескольких десятков мм [US патент 20070248767 А1]. В вакуумный объем может дополнительно напускаться или буферный инертный газ для изменения давления и, следовательно, свойств плазмы или же фторосодержащие соединения для изменения скорости очистки поверхности.

Недостатком данного способа является, во-первых, невозможность очистки углеводородных слоев в щелях, на неоднородных поверхностях, или же в затененных от плазмы областях, поскольку сам метод ориентирован на очистку гладких поверхностей, напрямую прилегающих к области горения ВЧ разряда. Также имеют место геометрические ограничения размеров и конфигурации обрабатываемой поверхности. Кроме того, данный способ неприменим в случае, когда поверхность необходимо очищать при низком давлении.

Технический результат изобретения направлен на расширение возможностей по удалению углеводородных пленок в местах, где это практически невозможно сделать с использованием известных на данный момент технологий, то есть способ можно использовать для обработки поверхностей различных размеров и конфигураций, в том числе, для очистки в щелях и затененных от плазмы областях, при этом очистка происходит за счет прямого воздействия плазмы на обрабатываемую поверхность. При этом способ можно использовать, когда есть необходимость очистки при низком давлении порядка 10-1-10-2 Па.

Технический результат достигается за счет того, что в предложенном способе удаления перенапыленных углеводородных слоев, включающем в себя создание вакуума в рабочем объеме, зажигание ВЧ плазмы в атмосфере рабочего газа при давлении достаточном для генерации плазмы, используемой для удаления перенапыленных углеводородных слоев, ВЧ плазму создают с помощью электронного пучка в продольном магнитном поле не менее 1000 Гс, направленного на приемный электрод с коэффициентом вторичной эмиссии >1, при этом на приемный электрод подают напряжение смещения, необходимое для перехода разряда в автоколебательный режим. После перехода разряда в автоколебательный режим в примыкающих к разряду стенках наводятся высокочастотные токи, а в полостях и щелях возникают сильные переменные поля, способствующие появлению химически активных радикалов как в прилегающих к стенкам областях, так и в щелях и затененных от плазмы областях. Взаимодействие химически активных радикалов с углеводородными пленками приводит к появлению летучих соединений и соответственно очистке поверхности.

Конкретнее, в предложенном способе плазма инициируется электронным пучком, источником которого может служить электронная пушка, в простейшем варианте состоящая из прямонакального катода и анода. Разряд зажигается в продольном магнитном поле не менее 1000 Гс, это необходимо для того, чтобы плазменный шнур равномерно распространялся вдоль линий магнитного поля. Электроны ускоряются приложенной между катодом и анодом разностью потенциалов в несколько кВ вдоль линий магнитного поля. Прохождение электронного пучка через рабочий газ приводит к появлению пучково-плазменного разряда, обеспечивающего присутствие высокоэнергетичных электронов и достижение требуемого порога по плотности для распространения волн внутри замагниченной плазмы. Приемником пучка является электрод с коэффициентом вторичной эмиссии выше единицы (это может быть охлаждаемый электрод из алюминия (вольфрама, тантала) с тонкой диэлектрической пленкой на поверхности). Вольт-амперная характеристика (ВАХ) такого электрода при контакте с плазмой пучково-плазменного разряда, в котором присутствует высокоэнергетичная группа электронов, будет иметь N-образную форму (Фиг. 1). На приемный электрод с блока питания подается отрицательное смещение, которое изменяет рабочую точку. С ростом величины отрицательного смещения, увеличивается ток разряда, а после достижения порогового значения, которое соответствует началу области отрицательного дифференциального сопротивления (ОДС) N-образной ВАХ (это значение зависит от материала, из которого изготовлен приемный электрод) происходит переход от устойчивого режима к неустойчивому. При дальнейшем увеличении смещения (до значений, соответствующих середине области ОДС участка N-образной ВАХ) устанавливается автоколебательный режим.

Мощность вкладывается в разряд через поддерживаемый источником напряжения смещения ток вторичных электронов с приемного электрода, который играет роль холодного катода, а также за счет возникновения переменных полей и ускорения ионов в приповерхностном слое. В автоколебательном режиме величина среднего тока с приемного электрода в несколько раз превышает величину тока в режиме без колебаний. Плазменный шнур транспортируется вдоль магнитного поля, заполняя весь промежуток от электронной пушки до приемного электрода. Наличие переменных полей в плазме повышает эффективность передачи энергии, приводя к возрастанию плотности плазмы.

На Фиг. 2 показано схематичное изображение токов, электрических и магнитных полей, возбуждаемых в разряде в автоколебательном режиме. Радиус плазменного шнура будет определяться размерами приемного электрода. Примыкание к плазме проводящей поверхности не влияет на автоколебательный режим. При этом в примыкающих к разряду областях наводятся высокочастотные токи, которые генерируют химически активные радикалы. В полостях и щелях примыкающих элементов возникает сильное переменное электромагнитное поле, которое также приводит к появлению химически активных радикалов. Таким способом решается проблема доставки радикалов как к очищаемым от перенапыленных слоев углеводородов прилегающим стенкам, так и к щелям и затененным от плазмы областям. Взаимодействие химически активных радикалов с углеводородными пленками приводит к появлению летучих соединений и соответственно очистке поверхности.

Пример конкретной реализации предложенного способа очистки был продемонстрирован на установке ПР-2 (НИЯУ МИФИ) (Фиг. 3) [K.М. Gutorov et al. // Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, June 2016, Vol. 10, No. 3, pp. 612-616] состоящей из вакуумного объема 1, системы откачки 2, системы газонапуска 3, служащей для напуска рабочего газа до давления 10-2-10-1 Па, катушек магнитного поля 4, создающих продольное магнитное поле более 1000 Гс, электронной пушки 5, алюминиевого охлаждаемого приемного электрода 6.

Для проверки эффективности способа очистки из молибденовых пластин, покрытых 15 мкм углеводородной пленкой, была сделана следующая сборка (Фиг. 4), которая имитировала щелевые и затененные от плазмы области. Сборка помещалась в рабочий объем, после чего вакуумная камера откачивалась до давления 10-5 Па. Через систему газонапуска в рабочий напускался кислород до давления 10-2 Па. С помощью электронной пушки в рабочем объеме зажигался пучково-плазменный разряд (который является частным случаем ВЧ разряда) в магнитном поле порядка 1000 Гс. Перевод разряда в автоколебательный режим осуществляется подачей отрицательного напряжения на приемный электрод до достижения порогового значения. Автоколебательный режим поддерживался в течение 15 минут.

По прошествии 15 минут сборка вынималась и с помощью сканирующего электронного микроскопа VEGA 3 SBH Tescan с системой рентгеновского энергодисперсионного микроанализа с безазотным детектором INCA X-Act анализировалась толщина углеводородной пленки. Указанная система позволила оценить элементный состав поверхностного слоя образца толщиной несколько десятков микрометров. Для целей данного исследования достаточно отслеживать величину сигнала углерода при постоянных условиях анализа, которая будет пропорциональна толщине углеводородной пленки на поверхности молибдена. После оценки толщины исследуемая сборка помещалась обратно в камеру, после чего вышеуказанный процесс повторялся.

На Фиг. 5 показана зависимость относительного сигнала пиков углерода в щелях от времени очистки в автоколебательном разряде. В вышеописанном режиме достигается полное удаление углеводородных пленок толщиной 15 мкм за 60 минут в щелях и за 30 минут на открытых поверхностях.

Таким образом, из вышесказанного следует, что предлагаемый способ позволяет эффективно удалять перенапыленные углеводородные слои в частности в щелях и затененных от плазмы областях. При этом способ можно использовать, когда есть необходимость очистки при низком давлении порядка 10-1-10-2 Па.

Способ удаления перенапыленных углеводородных слоев, включающий в себя создание вакуума в рабочем объеме, зажигание ВЧ плазмы в атмосфере рабочего газа при давлении, достаточном для генерации плазмы, используемой для удаления перенапыленных углеводородных слоев, отличающийся тем, что ВЧ плазму создают с помощью электронного пучка в продольном магнитном поле не менее 1000 Гс, направленного на приемный электрод с коэффициентом вторичной эмиссии >1, при этом на приемный электрод подают напряжение смещения, необходимое для перехода разряда в автоколебательный режим.
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЕРЕНАПЫЛЁННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СЛОЁВ
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЕРЕНАПЫЛЁННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СЛОЁВ
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ПЕРЕНАПЫЛЁННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СЛОЁВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 592 items.
27.02.2013
№216.012.2bb1

Способ запуска пиротехнических устройств и устройство для его осуществления

При запуске пиротехнических устройств объекта передают сигнал от полесоздающего устройства, размещенного вне объекта, через полевоспринимающее устройство на объекте на электровоспламенители пиротехнических устройств. Пиротехнические устройства размещают на объекте в виде ракетного поезда, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476712
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c11

Выбрасывающее устройство

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к выбрасывающему устройству, и может быть использовано для группового выброса нескольких объектов с различными скоростями. Выбрасывающее устройство содержит ресивер, источник газа высокого давления с системой запуска и клапаны. Источник...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476808
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c85

Устройство сопряжения системы управления с объектом управления

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и передачи данных, а именно к взаимному преобразованию интерфейсов обмена информацией. Техническим результатом является увеличение надежности и достоверности приема и передачи цифровой информации, а также расширение функциональных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476924
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cba

Электродвигатель

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромагнитным приводам исполнительных механизмов, и может быть использовано для поворота исполнительного механизма на заданный угол с фиксацией в крайних положениях. Электродвигатель содержит явнополюсный статор с обмоткой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476977
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2dc6

Способ сборки огнестойкой конструкции

Предназначено для использования в технологиях изготовления огнестойких сборочных систем для хранения, транспортировки токсичных, огне- и взрывоопасных материалов, может быть использовано для предотвращения несанкционированного воздействия экологически опасных материалов на окружающую среду....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477249
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2eeb

Способ изготовления прострельной мишени рентгеновской трубки и прострельная мишень рентгеновской трубки (варианты)

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использована при разработке импульсных рентгеновских трубок, предназначенных для облучения медицинских или промышленных объектов. Технический результат - уменьшение механических напряжений в материале мишени. Способ изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477542
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.3018

Способ тестирования световодов с недоступным торцом ввода-вывода излучения

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества световодов с непрозрачной защитной оболочкой и одним недоступным торцом ввода-вывода излучения. Способ тестирования световодов с недоступным торцом ввода-вывода излучения заключается в введении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477847
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.3431

Устройство для формирования кольцевой кумулятивной струи

Изобретение относится к области кумулятивных зарядов. Устройство содержит заряд взрывчатого вещества, устройство инициирования, металлическую облицовку и формирователь, установленные соосно заряду взрывчатого вещества, выполненные с возможностью обеспечения косого соударения облицовки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478904
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3538

Устройство для облучения изделий потоком атомов водорода с тепловыми скоростями

Заявленное изобретение относится к устройствам для генерации потоков атомов водорода с тепловыми скоростями для облучения изделий равномерным по плотности потоком с целью исследования процессов взаимодействия атомов водорода с материалами, а также для решения прикладных задач, в частности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479167
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.04.2013
№216.012.399d

Способ получения открытопористого наноструктурного металла

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению открытопористого наноструктурного металла. Готовят смесь на основе порошкообразного нитрата металла и жидкого органического соединения из группы гидроксисодержащих соединений в виде многоатомного спирта при следующем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480310
Дата охранного документа: 27.04.2013
Showing 1-6 of 6 items.
13.01.2017
№217.015.6842

Устройство для подачи приработочной присадки в камеру сгорания двс

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к области обкатки двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложено устройство для подачи приработочной присадки в камеру сгорания ДВС, содержащее емкость с присадкой 9; впускной коллектор 1, во входной части которого установлен распылитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591368
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.8fbf

Декодер с обработкой списка базового кластера

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем передачи дискретной информации. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности приема информации и скорости обработки данных. Декодер позволяет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605365
Дата охранного документа: 20.12.2016
04.04.2018
№218.016.36c9

Способ мягкого когнитивного декодирования систематических блоковых кодов

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении скорости декодирования. В способе декодирования символы принятой кодовой комбинации V систематического (n,k)-кода по основному алгоритму упорядочиваются по убыванию их мягких решений символов и на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646372
Дата охранного документа: 02.03.2018
14.11.2018
№218.016.9d32

Перестановочный декодер с памятью

Изобретение относится к области связи и может быть использовано в системах обмена данными. Техническим результатом является сокращение объема памяти для хранения эталонных матриц. Устройство содержит блок приема, блок мягких решений символов, накопитель оценок, блок упорядочения оценок, блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672300
Дата охранного документа: 13.11.2018
01.11.2019
№219.017.dc8a

Перестановочный декодер с обратной связью

Изобретение относится к технике связи и может использоваться при проектировании новых и модернизации существующих систем обмена данными. Техническим результатом является сокращение объема памяти для хранения эталонных матриц. Перестановочный декодер с обратной связью содержит: блок приема,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704722
Дата охранного документа: 30.10.2019
31.07.2020
№220.018.39fd

Свч установка с усеченным коническим резонатором для отделения пуха от шкурок кроликов в периодическом режиме

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в кролиководческих хозяйствах для отделения пуха от шкурок кроликов. СВЧ установка с усеченным коническим резонатором для отделения пуха от шкурок кроликов в периодическом режиме содержит вертикально расположенный конический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002728462
Дата охранного документа: 29.07.2020
+ добавить свой РИД