Труды КНЦ. Технические науки. – 2026. - № 2

Наряду с этим в ряде работ обсуждается возможность дополнительного усиления энергетического воздействия при возбуждении колебательных состояний материала-мишени, когда параметры внешнего воздействия оказываются согласованными с характерными частотами колебательных мод кристаллической структуры [11, 12]. Хотя интерпретация таких эффектов в применении к технологическим плазменным процессам остается предметом дискуссии, сама идея учета резонансно-обусловленного вклада представляется методологически обоснованной при построении расширенных кинетических моделей. Это особенно важно для задач, в которых необходимо объяснить различия между классической оценкой энергии ионов и фактически наблюдаемой глубиной и интенсивностью модификации поверхностного слоя [11-16]. С прикладной точки зрения такая постановка задачи согласуется и с результатами работ, посвященных изменению дислокационной структуры металлов и сталей под действием тлеющего разряда [13-16]. Указанные исследования показывают, что плазменное воздействие может сопровождаться не только изменением состояния самой поверхности, но и более глубокими структурными перестройками в приповерхностной области. Следовательно, модель, ориентированная только на электростатическое ускорение ионов, не охватывает всего круга явлений, существенных для интерпретации результатов обработки. Дополнительный аргумент в пользу усложнения описания связан с современными возможностями информационных технологий в области цифрового моделирования технологических процессов. Численные методы, используемые в задачах материаловедения и физики конденсированного состояния, позволяют переходить от качественных представлений к формализованному анализу пространственного распределения энергии, траекторий переноса и отклика материала [3]. Для задач плазменной модификации это открывает возможность построения моделей, сочетающих физическую интерпретируемость, вычислительную устойчивость и пригодность для последующей оптимизации технологических режимов. На этом фоне актуальной становится разработка модели кинетики многокомпонентного ионного потока в тлеющем разряде, в которой были бы одновременно учтены: зональная структура межэлектродного промежутка, многокомпонентный состав плазмы, влияние магнитного поля на реальную траекторию движения ионов и возможный резонансный вклад в передачу энергии на поверхность материала. Именно совокупность этих факторов позволяет перейти от упрощенного описания к более полному представлению о механизме формирования энергетического воздействия на детали сложной формы. Целью настоящего исследования является разработка модели кинетики многокомпонентного ионного потока в тлеющем разряде для обработки деталей сложной геометрии с учетом резонансного возбуждения колебательных мод кристаллической решетки материала. В рамках работы развивается классическое описание движения заряженных частиц в электромагнитном поле путем введения резонансного множителя, определяемого соотношением между внешней частотой возбуждения и характерной частотой колебаний кристаллитов. Предлагаемый подход ориентирован на уточнение распределения скоростей ионов в межэлектродном промежутке и на повышение достоверности инженерного прогноза параметров плазменной модификации поверхностей сложной формы. М етодология и струк тур а модели Основываясь на информационных технологиях, предлагаемая математическая модель обеспечивает строгое количественное описание кинетики ионов в условиях тлеющего разряда с учетом комплекса факторов, оказывающих влияние на формирование и распределение ионного потока. Особое внимание уделено отражению резонансных явлений дальнодействующего эффекта, возникающих при взаимодействии заряженных частиц с колебательными модами кристаллитов материала обрабатываемой заготовки. Данные явления [4, 13-17] способны существенно усиливать локальную энергию взаимодействия и приводить к увеличению глубины модификации, генерации субрешетчатых дефектов и изменению физико-механических свойств поверхностного слоя. Разработка модели осуществляется на основе систематической формализации ключевых физических процессов, протекающих в межэлектродном промежутке плазменной системы: • анализа распределения электрического потенциала, определяющего энергетические параметры ускорения ионов;