In our previous experiments it has been found that bombardment of solid substrates, especially those having low heat conductivity, with plasma pulses of power density in MW cm−2 range, produced by a rod plasma injector type of device leads to some loss of their mass. The aim of this paper is to clarify whether this mass loss is due to evaporation, sputtering, or ablation effects. In addition, we intended also to cast some light on the coating formation mechanism in the process referred to as `deposition by pulsed erosion (DPE)'. The dynamics of plasma–solid interaction was observed with the use of time-resolved optical spectroscopy technique.The obtained results lead to two main conclusions. First, an interaction of gaseous plasma pulse of an energy density of 5 J cm−2 with the surface of a solid sample (Al2O3 containing alloyed Ti) causes its ablation and forms (in case of Ti electrodes) an Al–Ti plasma plume of a temperature of (2–3)×104 K. Second, the duration of a gaseous plasma pulse in DPE operation mode is approximately 1 μs.
これまでの実験において、ロッド型プラズマインジェクター装置によって生成された、MW cm⁻²範囲の出力密度を持つプラズマパルスによる固体基板、特に熱伝導率の低い固体基板への衝撃が、その質量の一部損失を引き起こすことが見出されている。本論文の目的は、この質量損失が蒸発、スパッタリング、またはアブレーション効果のいずれによるものかを明らかにすることである。さらに、我々は「パルス蒸着（DPE）」と呼ばれるプロセスにおけるコーティング形成機構についても解明することを意図した。プラズマ–固体相互作用の動力学は、時間分解分光法を用いて観測された。得られた結果から、二つの主要な結論が導かれる。第一に、5 J cm⁻²のエネルギー密度を持つガス状プラズマパルスと固体試料（Tiを合金添加したAl₂O₃）の表面との相互作用は、そのアブレーションを引き起こし、（Ti電極の場合）(2–3)×10⁴ Kの温度を持つAl–Tiプラズマプルームを形成する。第二に、DPE動作モードにおけるガス状プラズマパルスの持続時間は約1 μsである。