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

Геометрическая структура этих зон (рис. 1), а также особенности формирования и направленности полей играют ключевую роль в формировании фокусировки или расходимости потока, в зависимости от конфигурации анодно-катодной и ограничивающей рабочий объем плазмогенератора систем. Особое значение приобретает анализ отклонений от линейности траекторий ионов, образующихся под действием магнитного поля или при наличии градиентов потенциала, локализованных на поверхности катодного стола или заготовок. Рис. 1. Схема трехзонной структуры тлеющего разряда (анодный слой, квазинейтральная область, катодный слой) Fig. 1. Diagram of the three-band glow discharge structure (anode layer, quasi-neutral region, cathode layer) Основное ускорение ионов происходит в пределах катодного слоя, где напряженность электрического поля достигает максимальных значений, зачастую превышающих 104 В/см, при давлениях порядка 1-15 Па. Именно в этой области положительно заряженные частицы приобретают большую часть своей кинетической энергии, необходимой для эффективного взаимодействия с поверхностью обрабатываемой заготовки, и описываются классическим законом сохранения энергии. При наличии магнитного поля, создаваемого, например, системой постоянных магнитов или индуцированного токами в электродах, траектория иона отклоняется от прямолинейной. С учетом конструктивных особенностей анодно-катодной и ограничивающей рабочий объем плазмогенератора систем и конфигурации электромагнитных полей предлагается использовать уточненную модель, основанную на реальной пространственной траектории иона ? (s ), параметризованной по длине дуги. При этом уравнение движения положительно заряженного иона массы mi и заряда qi в условиях совместного действия электрического и магнитного полей имеет вид: m dv *~dt д ^ Ё ( г ) + \’ х В ( ? ) ) д, d t w где Ё (г ) — вектор напряженности электрического поля, В/м; В (г) — вектор магнитной индукции, Тл; v ( t ) — мгновенная скорость иона, м/с. Эта зависимость отражает то, что электрическое поле в любой точке траектории иона определяется не только ускорением иона, но и влиянием магнитного поля, которое вызывает дополнительную перпендикулярную компоненту движения (дрейф Лоренца). Под действием магнитного поля ион приобретает поперечную составляющую скорости и начинает описывать криволинейную траекторию, включающую эффект Лоренц-дрейфа, при этом интеграл работы поля уже не ограничивается условной прямолинейной осью х, а вычисляется вдоль искривленной траектории: