Физические основы электронных технологий

1. Основные характеристики технологической плазмы: степень ионизации плазмы,
плазма низкотемпературная и высокотемпературная, температура компонент
плазмы, плазма равновесная и неравновесная, квазинейтральность плазмы
2. Элементарные процессы в плазме: ионизация, ионизация электронным ударом,
сечение столкновений частиц, вероятность ионизации, частота столкновений и
длина свободного пробега электрона; диссоциация, функция распределения
электронов по энергии; рекомбинация, возможные механизмы рекомбинации.
3. Особенности газового разряда при низком давлении: горячие, холодные,
плазменные катоды; движение ионов и электронов в зоне заряда и к его границе;
уравнение баланса мощности в плазме.
4. Типы воздействия плазмы на обрабатываемый материал: факторы воздействия на
материал
в
условиях
неравновесной
и
равновесной
плазмы;
примеры
технологического использования разных видов плазменного воздействия на
материал.
5. Классификация плазменных технологических процессов по механизму воздействия
на обрабатываемую поверхность: ионная, плазмохимическая, ионно-химическая
обработка, их физико-химические особенности.
6. Распыление материалов под действием ионной бомбардировки:
катодное
распыление, коэффициенты распыления материала, его зависимость от энергии,
угла падения, массы ионов
7. Физико-химический механизм плазмохимической обработки: стадии процессов;
схемы механизмов процесса удаления, модификации и осаждения материала;
примеры технологического использования; понятие лимитирующей стадии и ее
роль в анализе механизма процесса обработки
8. Газовые среды и химические реакции в плазме: гомогенные и гетерогенные
реакции; газообразные и жидкие реагенты; компоненты химически активных сред;
примеры
схем
реакций
кремния
и
его
соединений
с
компонентами
фторсодержащей плазмы; влияние материала электродов и разрядной камеры на
процессы
9. Виды газовых электрических разрядов: самостоятельный и несамостоятельный
разряды; условия возбуждения электрического разряда в газе; основные формы
газовых разрядов; электродный и безэлектродный разряд
10.Разряд постоянного тока: вольтамперная характеристика разряда; тлеющий разряд,
основные зоны в межэлектродном промежутке; дуговой разряд, характер
распределения падения напряжения в зоне анод-катод; различия дугового и
тлеющего разрядов
11.Высокочастотный газовый разряд: роль электродов в формировании разряда;
влияние длины свободного пробега электронов, характерного размера разрядной
камеры и частоты поля на процессы в плазме; набор энергии электронами в ВЧ
разряде; связь между EПР давлением газа; разряды Е-типа и Н-типа
12.Характеристика ультразвука как физического фактора: частотный диапазон УЗ
колебаний;
звуковое
давление,
колебательная
скорость,
акустическое
сопротивление среды, интенсивность ультразвука, коэффициент отражения
границы раздела сред
13.Основные эффекты УЗ – колебаний в среде: кавитация, поглощение УЗ колебаний
веществом, разделение молекул и частиц различной массы, коагуляция, дегазация
сред, диспергирования
14.Технологическое
использование
силового
и
физико-химического
действия
ультразвука. Размерная обработка, процессы основанные на тепломассообмене,
соединение материалов, диспергирование и коагуляция
15.Понятие и механизм электрической эрозии: физические явления на поверхности
электродов и в межэлектродном промежутке; стадии процесса электрического
пробоя и локального удаления материала электродов; параметры лунки после
локального электрического разряда
16.Параметры электрических разрядов в процессах электроэрозионной обработки:
прямая и обратная полярность импульса, униполярные импульсы; форма
импульсов тока и их временные характеристики; максимальные и средние
значения тока и напряжения, максимальная и средняя мощность импульса, энергия
импульса
17.Сравнительная
характеристика
технологических
возможностей
процессов
Электроэрозионной обработки: преимущества и недостатки процесса в сравнении с
механической обработкой; области использования методов ЭЭО; виды электродовинструментов
18.Методы
электроэрозионной
обработки:
электроискровая
обработка;
электроимпульсная обработка: схемы организации процессов; электроэрозионная
обрабатываемость; электрические режимы процессов
19.Технологические
технологических
особенности
операций;
электронно-лучевого
достоинства
и
нагрева:
недостатки
примеры
метода;
этапы
формирования электронного луча
20.Взаимодействие электронного луча с веществом: набор энергии электроном в
электрическом поле; мощность электронного луча; модель зоны взаимодействия
монокинетического электронного пучка с веществом; формула Шонланда;
экранирование луча испаренным материалом; формы отверстий в веществе
21.Технологическое применение электронно-лучевого нагрева: плавка, электроннолучевая
сварка,
термообработка
испарение
в
вакууме
материалов,
электронно-лучевая
22.Принципы работы твердотельных лазеров: состав рубина; энергетические уровни
иона хрома в рубине; механизм процесса вынужденного излучения; условия
стабильной работы ОКГ
23.Параметры излучения твердотельного лазера: режим свободной генерации;
«пички»
излучения;
предел
мощности
твердотельного
лазера;
режим
«модулированной добротности» резонатора; распределение энергии в поперечном
сечении луча
24.Лазер на нейтральных атомах: особенности энергетического состояния электронов
в электрическом разряде в газе; схема распределения разрешенных энергетических
состояний атомов He и Ne; механизм формирования вынужденного излучения
25.Лазер на ионных переходах: особенности ионных лазеров; механизм возбуждения
иона аргона; уровни вынужденного излучательного перехода иона аргона;
технологическое применение ионных лазеров
26.Молекулярные лазеры: особенности энергетического спектра молекулы; схема
колебательного энергетического спектра CO2 и N2; механизм генерации
вынужденного излучения; разновидности молекулярных лазеров
27.Физические принципы создания лазерного излучения: энергетические спектры
атома и молекулы; поглощение, люминесценция, вынужденное излучение