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 установки «Комплекс». Она предназначена для конструирования и модификации поверхности изделий, и в едином вакуумном технологическом цикле выполняет функции сразу нескольких установок.

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», — рассказывает руководитель проекта главный научный сотрудник лаборатории плазменной эмиссионной электроники ИСЭ СО РАН доктор технических наук Николай Николаевич 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 Викторович 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 Николая 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 название «УНИКУУМ», разрабатывался в рамках реализации гранта РНФ.

Ольга Булгакова, пресс-служба ТНЦ СО РАН