Analytical relations for calculation the current of arg discharge in the metals’ vapors at the physical condi-tions of technological process of electron-beam deposition of ceramic coatings

Abstract

Cтаття присвячена проблемі розрахунку величини струму несамостійого дугового розряду, який запалюється та підтримується в парах металу та активних газах для забезпечення хімічної реакції між ним у технологічному процесі напарювання тонких покриттів. Отримані співвідношення в основному базуються на рівнянні Пуассона для визначення розподілу електричного поля, рівнянні Менделєєва – Клапейрона для визначення концентрації іонів у насичених парах металів, а також на рівнянні неперервності струму в газовому розряді. Сформована система рівнянь розподілу електричного потенціалу та розрядного струму в просторових координатах перетворюється на кубічне рівняння, яке розв’язано аналітично. Наведено та проаналізовано отримані результати моделювання.The article is devoted to the problem of calculation the value of current of non-self-sustained arc discharge, which is lighting and maintained in the metal vapours and active gases for porviding the chemical reaction between its in the technological process of evaporation of thin coatings. Obtaineed relations are generally based on Poisson equation for defining the distribition of electric field, Mendeleev – Clapeyron equation for defining the concentration of ions in saturated metals’ vapours, as well as on equation of current continiouty in gas discharge. Formed set of equations for distribution of electric potential and discharge current in the spatial coordinates is transformed to cubic equation, which was solved analytically. Obtained simulation results are given and analyzed.