Импульсная электронно-пучковая машина «РИТМ-СП»

Институт сильноточной электроники СО РАН

Краткое описание:

Предлагается импульсная электронно-пучковая машина «РИТМ-СП» для полировки поверхности металлических материалов и формирования поверхностных сплавов. Данное оборудование применятся для улучшения механических, электрических и химических свойств поверхностных слоев металлических материалов.

Импульсная электронно-пучковая машина «РИТМ-СП»

Установка «РИТМ-СП» позволяет:

  • Проводить сглаживание поверхности различных металлических изделий, в том числе с поверхностью сложной формы, таких как штампы, изложницы, металлические зубные протезы, пресс-формы, пуансоны.
  • Проводить гомогенизацию (очистку) приповерхностного слоя материала, путем его очистки от растворенных газов и удаления инородных включений – частиц вторых фаз.
  • Формировать поверхностные сплавы – высокоадгезионные покрытия с регулируемыми концентрационными профилями с получением сравнительно толстых слоев (до 10 мкм).
  • Проводить удаление отработанных поверхностных слоев изделия. Дальнейшими операциями после удаления слоев могут быть электронно-пучковое сглаживание или формирование поверхностного сплава.

РИТМ-СП» является автоматизированным оборудованием, состоящим из источника низкоэнергетических сильноточных электронных пучков «РИТМ», скомбинированного с магнетронной напылительной системой на единой вакуумной камере, системами перемещения и вращения образцов, охлаждения и питания. Установка «РИТМ-СП» может комплектоваться магнетронной напылительной системой, пригодной для одновременного напыления нескольких материалов.

Методика электронно-пучкового сглаживания основана на облучении изделия низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком с нагревом поверхности до высокой температуры и плавлением тонкого поверхностного слоя (1÷10 мкм).

Методика формирования поверхностных сплавов основана на последовательном нанесении нанопленки на поверхность металлического изделия и жидкофазном перемешивании материалов пленки и подложки низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком в едином вакуумном цикле. Функционально поверхностный сплав представляет собой покрытие, обладающее необходимыми свойствами и существенно улучшающее служебные свойства изделия или детали. Однако, поверхностный сплав отличается от покрытия тем, что не содержит границы раздела между подложкой и покрытием. Поверхностный слой с заданным химическимJ составом оказывается вплавленным в подложку и составляет с ней единое целое. Таким образом, в данном случае не существует отдельно покрытия и подложки, а существует единый конгломерат, состоящий из материала подложки и поверхностного сплава.

 

Технические параметры установки «РИТМ-СП»:

Магнетронная напылительная система для одновременного напыления материалов

– Давление остаточной атмосферы в вакуумной камере:          10-6 Topp

– Энергия электронов пучка:                                                              15-30 кэВ

– Длительность импульса электронного пучка:                            2-3 мкс

– Плотность энергии электронного пучка на мишени:              2-10 Дж/см2

– Диаметр электронного пучка:                                                         до 100 мм

– Частота следования импульсов:                                                     до 0.2 Гц

– Количество магнетронов:                                                                 1-3

– Диаметр распыляемой мишени:                                                    75 мм

– Рабочий газ:                                                                                         аргон, азот

– Скорость нанесения пленки:                                                          ~10 мкм/час.

 

Области применения: Решение задач в области поверхностной модификации металлических изделий, а именно повышение механических (износостойкость, твердость и др.), электрических (электрическая прочность межэлектродных промежутков) и химических (коррозионная стойкость) свойств поверхностных слоев металлических материалов. Проведение исследовательских работ в области материаловедения.

Возможные индустриальные партнеры:

– Предприятия, занимающиеся горячей формовкой изделий из пластмасс и стекла.

– Предприятия, использующие в своем технологическом цикле нанесение покрытий.

Уровень практической реализации: Опытный образец. 

Патентная защита: патент на полезную модель

Коммерческие предложения: Договор на разработку, изготовление и поставку оборудования.

Ориентировочная стоимость: от 9 000 000 (девять миллионов) рублей.

Контактные данные:

Лаборатория вакуумной электроники ИСЭ СО РАН

Заведующий лабораторией к.ф.-м.н. Батраков Александр Владимирович

Эл. почта: batrakov@lve.hcei.tsc.ru

Тел.: (3822)49-27-09