Конструктивна оптимізація іонно-плазмового катода для напилення тугоплавких металів на основі результатів дослідження напруженого стану

Abstract

Магістерська робота присвячена розробці конструкції іонно-плазмового катоду для нанесення вакуумно-конденсаційних покриттів із тугоплавких металів. Проаналізовано сучасні методи нанесення покриттів та обґрунтовано доцільність використання складених катодів на основі поєднання міді з тугоплавкими металами (ніобієм, молібденом, танталом, цирконієм). Показано, що основною проблемою таких з’єднань є виникнення власних напружень через відмінність фізико-механічних властивостей матеріалів. Досліджено способи з’єднання міді з тугоплавкими металами та встановлено, що найбільш перспективним є дифузійне зварювання з прокладкою, яка розплавляється (паяння з тиском). Для аналізу напружено-деформованого стану з’єднань застосовано метод скінченних елементів у програмному комплексі ANSYS. Проведено моделювання декількох варіантів конструкції катоду та визначено оптимальний, що забезпечує мінімальний рівень залишкових напружень. Розроблено рекомендації щодо конструкції іонно-плазмового катоду та технології його виготовлення, що дозволяють зменшити витрати дорогих тугоплавких металів на 80–90 %.