Институт сильноточной электроники СО РАН

АДРЕС: 634055, Россия, г. Томск, пр. Академический, 2 / 3
Директор – чл.‑корр. РАН Ратахин Николай Александрович
Ученый секретарь – д. ф.‑м. н. Пегель Игорь Валерьевич
Тел.: (3822) 49‑15‑44, 49‑19‑47.
Факс: (3822) 49‑24‑10.
E-mail: contact@hcei.tsc.ru.
Сайт: www.hcei.tsc.ru

Вакуумная ионно-плазменная установка «КВАДРО»

Аннотация: Разработаны и созданы вакуумная ионно-плазменная установка «КВАДРО» и новая технология, дающая возможность в едином вакуумном цикле осуществлять финишную очистку и активацию поверхности материалов и изделий. Кроме того, установка и технология позволяют обеспечить создание твердого протяженного азотированного подслоя и плазменно-ассистированное нанесение на него сверхтвердых пленочных композиционных покрытий (типа TiN и др.) с целью изготовления многослойных структур, обладающих улучшенными эксплуатационными свойствами. Области применения установки и новых комплексных технологий охватывают широкий диапазон от авиакосмической и инструментальной до медицинской и пищевой промышленности. Использование установки позволяет существенно повысить износо- и коррозионную стойкость различных изделий, улучшить их декоративные свойства или сконструировать в едином технологическом процессе покрытия с заранее заданными функциональными свойствами.

Главные преимущества предложения: Использование установки «КВАДРО» позволяет в едином технологическом вакуумном цикле создавать одно- и многослойные композиционные покрытия толщиной до 10 мкм на конструкционных и инструментальных сталях, которые в 2–3 раза повышают износостойкость пар трения и металлорежущего инструмента, защищают поверхность от коррозии и придают ей привлекательный внешний вид. Применение в установке оригинального генератора на основе дугового разряда низкого давления с расширенной анодной областью позволяет формировать однородную, плотную низкотемпературную газовую плазму в рабочем объеме установки до 1 м³. Универсальная автоматизированная установка «КВАДРО» может быть быстро адаптирована для нужд конкретного производства. В то же время по желанию заказчика каждая установка может иметь свои особенности (функции манипулятора, размеры рабочей камеры, количество плазмогенераторов), учитывающие основные требования данного производства по производительности и назначению покрытий.

Текущая стадия развития: В настоящее время создана опытная установка, на которой отрабатываются новые технологические процессы для различных отраслей промышленности.

Тип требующегося сотрудничества: Договор на изготовление и поставку установки, инвестиционный договор для организации совместного производства и продажи установок, лицензионное соглашение. Ориентировочная стоимость опытной установки «КВАДРО» – 9 млн. рублей.

Права интеллектуальной собственности: Отдельные оригинальные узлы установки и технологии защищены патентами РФ в 1998–2000 гг.

Вакуумная электронно-пучковая установка «СОЛО»

Аннотация: Установка «СОЛО» предназначена для модификации поверхности металлических и металлокерамических изделий импульсным электронным пучком. Обеспечивает уникальные возможности полировки поверхности. Может быть особенно эффективна для полировки твердых материалов со сложным объемным рисунком поверхности. За счет закалки обеспечивает упрочнение поверхности, повышение износо- и коррозионной стойкости материалов и изделий. Установка может применяться в любой отрасли промышленности, где использование традиционных методов полировки затруднительно или невозможно, а также в том случае, где требуются уменьшение стоимости и повышение качества технологии финишной полировки изделий после механообработки или электроэрозионной обработки (EDM). Например, при полировке и упрочнении медицинских изделий, режущего инструмента, деталей узлов, агрегатов и машин, сложнопрофильных штампов и пресс-форм из штамповых сталей и твердых сплавов типа WC‑C o.

Главные преимущества предложения:

• Независимая плавная регулировка основных параметров (ток пучка, средняя энергия электронов, длительность импульса, частота следования импульсов) в любой комбинации. Параметры электронного пучка и режим обработки задаются и контролируются через компьютер.
• Поверхностная обработка (полировка, упрочнение) металлов, сплавов и карбидных твердых сплавов типа WC‑C o без образования микродефектов (микротрещин и микрократеров).
• Использование предлагаемого оборудования позволяет в 15 раз уменьшить шероховатость поверхности штамповых сталей и твердых карбидных сплавов вплоть до Ra = 0,05 мкм. До 2–3 раз увеличить поверхностную микротвердость стальных изделий. Увеличить поверхностную твердость карбидных материалов типа WC‑C o от 15 ГПa до 25‑30 ГПa.
• Возможность обработки изделий сложного профиля (штампы, пресс-формы).
• Низкая энергия электронов позволяет работать без организации специальной защиты от рентгеновского излучения. Место оператора может находиться в непосредственной близости от рабочей камеры установки.
• Безопасность и экологическая чистота.
• Энерго- и ресурсосбережение по сравнению с традиционными методами полировки, отсутствие дорогостоящих полировальных абразивных материалов, высокая скорость процесса.

Текущая стадия развития: Создана опытная установка, на которой отрабатываются новые технологические режимы модификации изделий из широкого класса сталей и сплавов.

Права интеллектуальной собственности: Секретное know-how, готовится заявка на патент.

Эксилампы ВУФ-диапазона с высокой средней мощностью излучения

Аннотация: Предлагаются источники спонтанного излучения в вакуумной ультрафиолетовой (ВУФ) области спектра – эксилампы, возбуждение которых осуществляется барьерным разрядом. В настоящее время эксилампы привлекают многих исследователей и находят широкое применение в различных областях науки и техники. В частности, для очистки поверхностей в микроэлектронике широко используются источники ВУФ-излучения, в том числе открытого разряда. При открытом разряде облучаемые образцы находятся в том же газе, который заполняет разрядный промежуток эксилампы. Подобные источники обычно применяются для возбуждения димеров аргона и криптона. Эксилампы на димерах ксенона (λ ~ 172 нм) имеют наибольшие средние мощности и эффективности в ВУФ-диапазоне. Для создания ксеноновых эксиламп используются трубки из синтетического кварца, пропускание которого на λ ~ 172 нм превышает 80 %. Это позволяет создавать отпаянные образцы излучателей со сроком службы более 1000 часов.

Главные преимущества предложения: Высокие мощности излучения и плотности мощности, а также эффективности излучения в ВУФ-области спектра. Возможность создания миниатюрных и крупногабаритных образцов эксиламп с различными длинами волн. Отпаянные излучатели из кварца в эксилампах на димерах ксенона (λ ~ 172 нм) не содержат экологически опасной ртути и других вредных и ядовитых веществ.

Текущая стадия развития: В настоящее время проводятся работы по увеличению средней мощности излучения эксиламп, увеличению их срока службы и созданию новых образцов эксиламп.

Права интеллектуальной собственности: Имеются 2 патента.

Тип требующегося сотрудничества: Договоры на разработку и поставку эксиламп ВУФ-диапазона на димерах ксенона (λ ~ 172 нм), криптона (λ ~ 146 нм) и аргона (λ ~ 126 нм). Инвестиционный договор для совместной организации производства ипродажи эксиламп. Лицензионные соглашения.

Ориентировочная стоимость эксилампы: Стоимость эксилампы зависит от длины волны излучения, средней мощности излучения и конструктивного исполнения. Например, стоимость малогабаритной эксилампы на димерах ксенона (λ ~ 172 нм) с мощностью излучения в ВУФ-области спектра 1 Вт и отпаянным излучателем составляет ~ 30 тыс. рублей. Стоимость эксилампы на димерах ксенона с мощностью излучения 40 Вт и отпаянным излучателем составляет ~ 100 тыс. рублей.

Импульсная электронно-пучковая установка «РИТМ»

Аннотация: Установка «РИТМ» является следующим поколением установок «PIKA Finish Machine», выпускаемых в настоящее время компанией Sodick Inc. (Япония) по лицензии ИСЭ СО РАН и используемых для финишной обработки (полировки) поверхности металлических изделий. В отличие от прототипа установка «РИТМ» нового поколения обладает более высокой однородностью пучка, большей энергетикой пучка и оснащена вакуумным дуговым испарителем, позволяющим создавать поверхностные сплавы контролируемого состава.

Главные преимущества предложения: Установка «РИТМ», разработанная и производимая ИСЭ СО РАН в качестве опытно-промышленного образца, предназначена для электронно-пучковой полировки и модификации поверхности металлических изделий. Установка основана на новейших достижениях в области вакуумных технологий и импульсной энергетики. Простота конструкции и обслуживания в сочетании с большим диаметром сечения электронного пучка и импульсно-периодическим режимом работы делает установку высокотехнологичной. При обработке поверхности электронным пучком микросекундной длительности в режиме плавления тонкого поверхностного слоя формируется тонкий очищенный от загрязнений слой, обладающий низкой шероховатостью и высокой коррозионной стойкостью. Тонкий слой расплава в сочетании с короткой длительностью воздействия, при которой не происходит значительного нагрева объема обрабатываемого изделия, обеспечивает формирование нанокристаллической структуры, обладающей повышенной твердостью и износостойкостью. При этом технология позволяет формировать дорогостоящие наноструктурированные сплавы на поверхности изделий из дешевых конструкционных материалов. Такой подход обеспечивает экономию материалов и снижение энергозатрат при реализации технологии. Электронно-пучковая полировка является наиболее эффективным и наименее затратным способом финишной обработки металлических изделий сложной формы. Одновременно с полировкой достигается повышение коррозионной стойкости, износостойкости и твердости поверхности. Метод обработки позволяет также формировать поверхностные сплавы контролируемого состава.

Текущая стадия развития: В настоящее время создана опытная установка, с использованием которой отрабатываются новые технологические процессы для обработки изделий различных конструкционных металлических материалов с учетом специфики их использования.

Тип требующегося сотрудничества: Договор на изготовление и поставку установки, договор на разработку технологического процесса с использованием установки, лицензионное соглашение. Ориентировочная стоимость опытной установки «РИТМ» – 4, 3 млн. рублей. Cтоимость разработки технологии договорная.

Права интеллектуальной собственности: Патенты получены.