ФГБУН Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ 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.
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»:
— 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