Ion Source Flow Rate Optimization

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Electrostatic ion sources with different methods of plasma excitation are widely used in the production of high-tech products, the modification of the surfaces of which allows providing predetermined properties. These properties essentially depend on the parameters of the generated ion beams, which are determined by the correspondence of the ion-extraction system to the problem to be solved, in particular, the optimal design of the ion source as a whole, including the propellant consumption parameters. This work is devoted to solving the problem of optimizing the flow rate of the ion source. It is proposed to consider the integral discharge parameters of a radio-frequency ion source operating as part of a vacuum process facility. This approach makes it possible to ignore spatial distributions of discharge plasma parameters and to propose a simple model for determining the optimal coefficient of the source mass efficiency. An example of a calculation is shown, which allows preliminary estimation of the parameters of the process facility.

About the authors

S. V. Kanev

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: k208@mai.ru
Moscow, Russia

V. V. Kozhevnikov

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Moscow, Russia

S. A. Khartov

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Moscow, Russia

References

  1. Adak D., Bhattacharyya R. // Nature-Inspired Self-Cleaning Surfaces in the Nanotechnology Era. IntechOpen, 2023. Р. 73 https://doi.org/10.5772/intechopen.112378
  2. Conrad J.R., Radtke J.L., Dodd R.A., Worzala F.J., Tran N.C. // J. Appl. Phys. 1987. V. 62. № 11. Р. 4591. http://doi.org/10.1063/1.339055
  3. Ягодкин Ю.Д., Дальский А.А., Шадрин О.А. // Материаловедение и термическая обработка металлов. 1992. № 4. С. 15.
  4. Ягодкин Ю.Д., Сулима А.М., Шулов В.А. // Металловедение и термическая обработка материалов. 1989. № 10. С. 38.
  5. Гусева М.И., Носков А.Н., Сулима А.М. //Авиационная промышленность. 1988. № 5. С. 65.
  6. Abourayana H.M., Dowling D.P. // Surface Energy. Ch. 5. Rijeka: IntechOpen, 2015. http://doi.org/10.5772/60927
  7. Азингареев В.В. // Решетневские чтения. 2014. Т. 1. № 18. С. 379.
  8. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. М.: Радио и связь, 1986. 232 с.
  9. Абгарян В.К., Леб Х.В., Обухов В.А., Шкарбан И.И. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2012. № 8. С. 70. https://doi.org/10.31857/S1028096023050023
  10. Neumann H., Tartz M., Scholze F., Chasse T., Kersten H., Leiter H.J. // Contrib. Plasma Phys. 2007. V. 47. № 7. Р. 487. https://doi.org/10.1002/ctpp.20071006
  11. Виноградов М.И., Маишев Ю.П. Вакуумные процессы и оборудование ионно- и электронно-лучевой технологии. М.: Машиностроение, 1989. 56 с.
  12. Tsay M. Two-Dimensional Numerical Modeling of Radio-Frequency Ion Engine Discharge: Thesis D. Phil. Cambridge, Massachusetts. 2010. 109 p. https://dspace.mit.edu/handle/1721.1/62713
  13. Антропов Н.Н., Ахметжанов Р.В., Богатый А.В., Гришин Р.А., Кожевников В.В., Плохих А.П., Попов Г.А., Хартов С.А. // Изв. РАН. Энергетика. 2016. № 2. С. 4.
  14. Мельников А.В. Высокочастотный ионный двигатель с дополнительным постоянным магнитным полем: Дис. … канд. тех. наук: 05.07.05. М.: МАИ, 2019. 157 с. https://mai.ru/events/defence/?ELEMENT_ID=108054
  15. Нигматзянов В.В. Выбор параметров разрядной камеры высокочастотного ионного двигателя: Дис. … канд. тех. наук: 05.07.05. М.: МАИ, 2017. 142 с. https://mai.ru/events/defence/index.php?ELEMENT_ID=83933

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).