Поиск - новости науки и техники

Плазменная симфония. Томичи создали установку, напоминающую оркестр.

Удивительные превращения с изделиями из металлов и сплавов происходят в стенах лаборатории плазменной эмиссионной электроники Института сильноточной электроники СО РАН. 
“Облагораживание” металла (улучшение свойств и продление срока службы) стало возможным благодаря модификации поверхности плазмой и пучками заряженных частиц. Исследования в этой области ведет научный коллектив под руководством профессора Николая Коваля. Результаты высоко оценивают эксперты, сотрудники лаборатории уже не раз удостаивались различных наград, в их активе – международная премия им. академика В.А.Коптюга (в 2014 году) и премия Томской области в сфере образования, науки, здравоохранения и культуры (в 2016 году).
– Наш коллектив разработал уникальные установки, которые по совокупности своих основных параметров превосходят известные мировые аналоги, – рассказывает Николай Николаевич. – В 2012 году появилась автоматизированная ионно-плазменная установка “Квинта”, предназначенная для формирования нанокристаллических сверхтвердых нитридных покрытий. В 2014 году запущен модернизированный ускоритель электронов с плазменным катодом “Дуэт”. Ранее были спроектированы и такие установки, как “Соло” и “Трио”. Сейчас они успешно используются в России и за рубежом – в Китае, Японии, Канаде.
В 2015 году в рамках работы по трехгодичному гранту Российского научного фонда (общий объем финансирования составил 60 миллионов рублей) удалось создать уникальную установку нового поколения. Можно смело говорить, что она не имеет аналогов в мире: электронно-ионно-плазменное модифицирование поверхности материалов и изделий производится не с помощью разного оборудования в несколько отдельных этапов, а одной установкой в едином вакуумном технологическом цикле. Новинка совместила в себе все лучшие характеристики и параметры техники, разработанной лабораторией в течение последних пяти лет.
– Пока еще эта установка не получила своего имени, обсуждаются различные варианты, – рассказывает научный сотрудник Юрий Ахмадеев. – Все названия ее предшественниц связаны с музыкальной тематикой: если в установке применяется один источник – это “Соло”, два – “Дуэт”, пять – “Квинта”…
На новом оборудовании, созданном учеными и инженерами Института сильноточной электроники, можно выполнять работы, по сложности сравнимые с симфонией. Прежде всего, установка поражает своим внешним видом – она разместилась в отдельном помещении, состоит из нескольких камер, различных технологических узлов, автоматизированной системы управления (все это было сделано исключительно силами сотрудников лаборатории, имеющей свой производственный участок, где собираются составляющие разработанного оборудования).
Суть ноу-хау состоит в возможности проводить последовательно, в едином цикле все процессы. Отправной точкой становится дуговое ионно-плазменное азотирование поверхности металлов и сплавов, которое необходимо для их упрочнения. Затем наносятся функциональные слои и покрытия, а также производится электронно-пучковая обработка, включающая в себя полировку поверхности и перемешивание поверхностных слоев образцов и изделий, что позволяет решить проблему адгезии пленки к подложке.
При этом все действия внутри установки выполняются без вмешательства оператора: изделия перемещаются манипулятором, а за продолжительностью выполнения операций следит специальная автоматизированная система, которая “запоминает” продолжительность всех циклов.
С помощью установки можно получать изделия и материалы, обладающие исключительной твердостью, усталостной долговечностью, коррозионной стойкостью и иными свойствами, чрезвычайно важными для таких передовых отраслей, как авиакосмическая, энергетическая и машиностроительная. Возможностью использования новейшей установки уже заинтересовался ряд предприятий: заключены соглашения с новосибирским заводом, производящим патроны, новосибирским предприятием, упрочняющим металлорежущий инструмент; один из узлов установки поставлен для нужд Уфимского государственного авиационного технического института, ведущего разработки технологий для новейших авиадвигателей.
По словам Н.Коваля, в ближайшее время задачей номер один станет отладка параметров и режимов работы установки. Но ученых интересует не только решение практических задач, но и получение новых фундаментальных результатов, дающих новую информацию о состоянии вещества после комплексного электронно-ионно-плазменного воздействия. 
Ольга БУЛГАКОВА

Нет комментариев