Моделирование мультикасповой магнитной системы источника ускоренных нейтральных частиц
Рассмотрено решение актуальной технологической задачи очистки диэлектрических поверхностей, при которой исключается образование поверхностного потенциала, требующее разработки специализированных источников ускоренных нейтральных частиц, интегрируемых в ионно-плазменные установки. Существенный недостаток данных источников состоит в низкой плотности и малой однородности выходного потока, что приводит к увеличению времени технологической операции и ухудшению качества обработки поверхностей. Для устранения данных недостатков можно интегрировать в устройство мультикасповую систему магнитного поля для снижения плазменной нагрузки на анод, уменьшения эффективной площади анода и повышения плотности паро-плазменного потока. Для оптимизации конструкции источника было проведено моделирование магнитной системы и осуществлен расчет распределения магнитного поля в рабочей области. Для оптимального функционирования источника необходимо добиться как можно больших значений индукции магнитного поля у стенок рабочего объема и как можно меньших – в центральной области, в которой перемещается паро-плазменный поток. Результаты моделирования показывают, что существует оптимальное решение при выборе количества постоянных магнитов, удерживающих газоразрядную плазму. Эффект удержания усиливается с увеличением количества постоянных магнитов, при этом выход электронов из конуса потерь становится более частым, что приводит к ухудшению качества выходного потока. Оптимальное количество магнитов выбирается из условия уравновешивания этих двух конкурентных эффектов.
Авторы: С. А. Трифонов, К. С. Воробьев, Д. К. Кострин, С. А. Марцынюков
Направление: Физика
Ключевые слова: очистка поверхности, ускоренные нейтральные частицы, газоразрядный источник, технологическая установка, мультикасповая система, магнитное поле, компьютерное моделирование
Открыть полный текст статьи