- Ý nghĩa thực tiễn
T W nhiệt độ thành buồng làm việc tại các vị trí (1 6)
2.2 Tác động của ion hóa đến bề mặt chi tiết
Các ion được hình thành trong khu vực đang tăng tốc trong những vỏ bọc catot phát sáng (hình 2.6) để bắn phá bề mặt catot, gây ra một loạt các hiện tượng trong quá trình thấm nitơ và duy trì plasma (Huchel U., 2003) [63], (Huchel U., 2005) [65], (Balles A. C., 2004) [125], (Greßmann T., 2007) [126]:
- Tác động của ion bắn phá năng lượng cao trên các bề mặt anot có thể giải phóng các nguyên tử trên bề mặt catot (chi tiết hay sản phẩm thấm) (hình 2.6a). Hiện tượng này, được gọi là thổi, có sự xuất hiện của các nguyên tử sắt có trong dịng plasma trong q trình thấm nitơ. Các điện tử thứ cấp cũng có thể được đẩy ra từ bề mặt của mẫu. Các điện tử bị đẩy lùi bởi catot có đủ năng lượng để ion hóa các loại khí trung tính, đảm bảo việc duy trì plasma (Huchel U., 2003) [63], (Huchel U., 2005) [65], (Balles A. C., 2004) [125], (Greßmann T., 2007) [126].
- Trong một vụ va chạm với bề mặt, các ion có thể gây ra một hiệu ứng tầng va chạm giữa các nguyên tử của mạng tinh thể của mẫu, tổ chức lại cấu trúc của vật liệu, tạo ra các khuyết tật và xô lệch mạng trong vùng lân cận của
lii
điểm của tác động, những khuyết tật này đóng góp đáng kể trong sự khuếch tán của nitơ. Các ion có thể được phản xạ ngược lại do sự mất mát năng lượng (hình 2.6b) (Huchel U., 2003) [63], (Huchel U., 2005) [65], (Balles A. C., 2004) [125], (Greßmann T., 2007) [126].
Hình 2.6. Tác động của vụ va chạm của các ion trong các bề mặt chi tiết
(a) các nguyên tử hoặc điện tử có thể được đẩy ra từ các bề mặt chi tiết (thổi); (b) các ion va chạm vào bề mặt có thể bị đẩy ngược lại;
(c) các ion đi sâu vào bề mặt chi tiết.
- Khi tác động, các ion có thể đi sâu vào trong cấu trúc mạng tinh thể của bề mặt catot (hình 2.6c). Hiện tượng này hiếm khi xảy ra ở thấm nitơ vì trong trường hợp này nhu cầu của năng lượng là 10 500 kV. Giá trị này lớn gấp 3 lần điện áp sử dụng để thấm nitơ plasma. Điều đặc biệt trong quá trình này cho phép nitơ đi vào trong chi tiết mà khơng có rào cản phụ thuộc vào tính chất nhiệt động lực học như độ hòa tan và khuếch tán (Huchel U., 2003) [63], (Huchel U., 2005) [65], (Balles A. C., 2004) [125], (Greßmann T., 2007) [126].
liii
Một phần lớn năng lượng của các hạt phản xạ ngược lại hoặc đi sâu vào bề mặt chi tiết được chuyển giao dưới dạng nhiệt. Khoảng 90% năng lượng của các hạt phản xạ ngược lại bị mất nhiệt làm nóng bề mặt chi tiết. Một phần của năng lượng này được hấp thụ để làm nóng cực âm trong khi một phần khác là tiêu tan bởi bức xạ hoặc truyền cho các bức tường (thành buồng làm việc) (Huchel U., 2003) [63], (Huchel U., 2005) [65], (Тошков В. Ц. и др, 2009) [124], (Balles A. C., 2004) [125], (Greßmann T., 2007) [126].