DOI 10.30792/978-5-7925-0684-8-2026-22-27
МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОВОЙ ПЛАЗМЫ НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНОГО ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В ПОЛОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАТОДЕ С ДВУМЯ ИСТОЧНИКАМИ ЭЛЕКТРОНОВ
Зайцев Д. Д., Коваль Т. В., Островерхов Е. В., Денисов В. В., Ковальский С. С.
Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН)
634055, г. Томск, пр. Академический, 2/3, Россия
E-mail: DanZay7@yandex.ruВ
В работе представлены результаты экспериментального и численного исследования низкотемпературной плазмы азота в несамостоятельном тлеющем разряде (ток м напряжение горения 90 А и 160 В, соответственно) в полом цилиндрическом катоде (D×H = 600×1200 мм2) с двумя источниками электронов (с токами 20 А). Мо-дель включает расширенную плазмохимию, в состав которой входят 12 состояний азота, в том числе колебательные и возбужденный уровни молекулы, метастабильные возбужденные уровни атома азота и ионы. На базе гидродинамического описания электронной компоненты плазмы в разряде низкого давления (0.6 Па) демонстрируется пространственное распределение концентрации электронов в сравнении с экспериментальными данными. Показано хорошее согласие результатов, за исключением прикатодных областей, что связано с ограничениями самого подхода. Установлено, что при данных условиях плазма обладает высокой степенью однородности по концентрациям основных компонент в большом объеме. Представлены динамические зависимости распределений нейтральных и заряженных частиц азота, а также вклад различных каналов реакций в образова-ние атомарного азота. Показано, что в импульсе основным механизмом генерации атомарного азота является диссоциация из метастабильного состояния N2(A3 Σu+), тогда как в паузе доминируют процессы диссоциативной рекомбинации ионов N₂⁺. Полученные результаты представляют интерес для оптимизации процессов плаз-менного азотирования и осаждения нитридных покрытий.
