Сибирские ученые создали уникальную установку для модификации поверхностей

Ученые двух лабораторий Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) — плазменной эмиссионной электроники и пучково-плазменной инженерии поверхности — совместно со специалистами компании «Пучково-плазменные технологии» разработали и выпустили образец уникальной многофункциональной установки «Комплекс». Она предназначена для конструирования и модификации поверхности изделий, и в едином вакуумном технологическом цикле выполняет функции сразу нескольких установок.

Как сообщили в пресс-службе ТНЦ СО РАН, оборудованием уже заинтересовались компании, специализирующиеся на выпуске инструментов и штампов: как показывают результаты испытаний, применение «Комплекса» позволяет увеличить срок службы изделия от трех до шести, а то и в несколько десятков раз.

«В основе действия „Комплекса“ лежат аддитивные технологии — установка обладает огромным спектром возможностей по формированию свойств поверхности, необходимых для конкретного изделия. Это очень важно, поскольку у большинства деталей эксплуатационные характеристики на 70—80 процентов зависят именно от свойств поверхности», — пояснил руководитель проекта главный научный сотрудник лаборатории плазменной эмиссионной электроники ИСЭ СО РАН доктор технических наук Николай Коваль.

На этапе формирования поверхности изделие, образно говоря, оказывается сразу меж двух огней — между источниками газовой и металлической плазмы. Электродуговое осаждение на поверхность различных вариантов химических соединений (нитридов, оксидов и карбидов) позволяет добиться нужного фазового состава и структуры поверхностного слоя детали (вплоть до формирования наноструктур), а также кратно повысить прочность и коррозийную стойкость изделия. Наличие манипулятора позволяет одновременно работать с несколькими объектами.

На следующем этапе применяются различные электронно-пучковые режимы для перемешивания напыленного слоя с подложкой, что позволяет предотвратить его отслоение.

Кроме этого, как отмечает директор компании «Пучково-плазменные технологии», заведующий лабораторией пучково-плазменной инженерии поверхности ИСЭ СО РАН кандидат технических наук Владимир Денисов, установка обладает рядом дополнительных возможностей. В их числе — диффузионное насыщение поверхности изделия нужными элементами (азотом, углеродом и другими), закалка поверхностного слоя изделия, а также измельчение его структуры при импульсном электронно-пучковом воздействии.

По мнению Коваля, очень важно то, что создание установки велось в кооперации с малым инновационным предприятием, осуществлявшим разработку и поставку источников питания и управления. Сейчас главной задачей разработчиков является отладка технологических режимов работы «Комплекса» и его дальнейшее внедрение на рынке.

«Прибор, вошедший в перечень уникальных установок Министерства науки и высшего образования РФ под названием „УНИКУУМ“, разрабатывался в рамках реализации гранта РНФ», — отметили в пресс-службе.