Введение
Глава 1 Анализ процессов и систем электроплазменной обработки как объектов проектирования 14
1.1. Анализ физико-химических механизмов электроплазменной обработки 14
1.2. Конструирование и разработка электроплазменного оборудования 23
1.2.1. Структурная схема электроплазменного оборудования 23
1.3. Плазмотроны 24
1.3.1. Требования, предъявляемые к плазмотронам 24
1.3.2. Конструкции плазмотронов 27
1.4. Ионные источники 37
1.4.1. Общая характеристика 37
1.4.2. Конструкции ионных источников 40
1.5. Магнетронные распылительные системы 46
Общая характеристика 46
1.5.1. Конструкции магнетронных распылительных систем и их характеристики 49
1.6. Формальная модель проектирования электроплазменных технологий и оборудования 53
Выводы по главе 1 61
Глава 2 Методологические основы системотехнического процесса проектирования электроплазменных технологий и автоматизированного оборудования на основе проектных моделей знаний 63
2.1. Основные понятия системного и информационного подходов, используемые для формирования проектных моделей знаний 65
2.2. Нечёткие модели представления знаний процесса проектирования 74
2.3. Управление формированием проектных моделей знаний для проектирования электроплазменных технологий и оборудования 80
2.4. Управление распределением ресурсов для решения научно-технических задач 92 Выводы по главе 2 103
Глава 3 Автоматизация технологического эксперимента при исследовании процессов электроплазменной обработки 104
3.1. Моделирование нечётких знаний при проведении автоматизированного технологического эксперимента 105
3.2. Алгоритмы управления электроплазменными технологическими процессами при проведении автоматизированного эксперимента 117
3.3. Научные принципы разработки оборудования для автоматизированного эксперимента электроплазменной обработки 129
Выводы по главе 3 137
Глава 4 Исследование и разработка методов повышения устойчивости газовых разрядов в распределённых электродных системах технологических плазменных устройств 138
Постановка задачи 138
4.1. Классификация технологических плазменных устройств по принципу распределенности газовых разрядов 139
4.2. Факторы, определяющие устойчивость газовых разрядов 151
4.3. Анализ устойчивости тлеющего разряда, обусловленной тепловыми процессами на электродах 162
4.4. Исследование влияния импульсной формы тока на устойчивость тлеющего разряда 173
4.5. Исследование влияния технологических факторов и геометрических размеров электродов на устойчивость тлеющего разряда 189
4.6. Анализ устойчивости коронного разряда, обусловленного скоростью прокачки газа через межэлектродный промежуток распределённой электродной системы 214
4.7. Экспериментальное определение предельного тока коронного разряда в распределённой электродной системе типа игла-плоскость 218
Выводы по главе 4 227
Глава 5 Исследование и разработка электроплазменных технологических процессов 229
5.1. Исследование технологических процессов очистки и нагрева деталей в тлеющем разряде 233
5.1.1. Анализ процессов очистки деталей в тлеющем разряде 233
5.1.2. Анализ термических условий очистки и нагрева деталей в тлеющем разряде 237
5.1.3. Анализ процесса термической активации поверхности основы дополнительным газовым разрядом 240
5.1.4. Экспериментальные исследования очистки деталей при обработке импульсным тлеющим разрядом 250
5.1.5. Разработка технологии чернения стальных деталей в тлеющем разряде 256
5.1.6. Разработка технологических требований к оборудованию очистки и нагрева деталей в тлеющем разряде 262
5.2. Исследование и разработка технологии озонирования пористых тел 268
5.2.1. Разработка вероятностной модели озонирования пористых тел 268
5.2.2. Экспериментальное исследование пористых тел 275
5.2.3. Анализ диффузионных процессов обработки пористого материала озоном 277
5.2.4. Математическое моделирование процесса движения воздушно-озонового потока внутри пористого материала 282
5.2.5. Разработка технологии озонирования зернистых материалов 287
5.2.6. Экспериментальные исследования зависимости концентрации озона от параметров массообменных процессов в объёме пористого материала 293
5.2.7. Разработка технологических требований к оборудованию озоновой обработки 296 Выводы по главе 5 308
Глава 6 Научные принципы разработки автоматизированного оборудования для электроплазменных технологических процессов 310
Постановка задачи 310
6.1. Автоматизированное оборудование для плазменного нанесения порошковых покрытий с совмещённой активацией основы газовыми разрядами 311
6.2. Автоматизированное оборудование для плазмохимической обработки 317
6.2.1. Технологические особенности оборудования 317
6.2.2. Установка для плазмохимической обработки карусельного типа 321
6.2.3. Установка для плазмохимического чернения стальных деталей 328
6.3. Автоматизированное оборудование для нанесения тонких плёнок 330
6.3.1. Общая характеристика оборудования 330
6.3.2. Установка для магнетронного напыления тонких плёнок 332
6.4. Установка ионно-лучевого напыления тонких плёнок 340
6.5. Установка напыления тонких плёнок на основе плазменного ускорителя 343
6.6. Разработка адаптивного регулятора для управления процессом электроплазменной обработки изделий 347
6.7 Пример практической реализации адаптивного регулятора для управления процессом нагрева изделий в тлеющем разряде 353
Выводы по главе 6 372
Выводы по диссертации 373
Список использованной литературы 377
Приложения 398
