| Название НИОКТР |
Научные основы генерации электронных пучков субмиллисекундной длительности в источнике на основе высоковольтного тлеющего разряда с плазменными эмиттерами для эффективной модификации поверхности металлов и сплавов
|
| Аннотация |
При облучении металлических материалов интенсивными энергетическими потоками значительной площади (единицы-десятки см^2) с целью улучшения функциональных и эксплуатационных свойств поверхности материала на ней образуются микрократеры, которые приводят к росту ее шероховатости и созданию в поверхностном слое локальных неоднородностей микроструктуры, что может ухудшить функциональные и эксплуатационные свойства поверхности. В настоящее время существует несколько объяснений развития микрократеров, однако все они основаны на наличии в сплаве различных загрязнений и включений, которые, чаще всего, имеют отличную от матрицы теплопроводность и температуру плавления, и которые аблируют и испаряются, оставляя следы в виде микрократеров после облучения поверхности. При этом наиболее часто большое количество микрократеров наблюдается в наиболее интенсивных режимах облучения, отличающихся короткой длительностью импульса воздействия (до нескольких микросекунд) и плотностью мощности пучка уровня 10^6-10^7 Вт/см^2 и даже выше.
Применение для решения задач, связанных с воздействием интенсивного энергетического потока с поверхностью различных материалов, источников электронов с плазменным эмиттером на основе дуги низкого давления представляется в данном случае наиболее целесообразным и перспективным, в первую очередь, благодаря способности достижения больших амплитуд эмиссионных токов на уровне сотен ампер при микро- и миллисекундной длительности импульсов, а также возможности взаимно независимого изменения тока пучка и энергии ускоренных электронов, что позволяет достигать высокой (десятки-сотни Дж/см^2) плотности энергии электронного пучка, достаточной для модификации поверхности металлического материала, с возможностью управления скоростью ввода энергии в поверхность облучаемого образца даже в течение генерации импульса тока пучка. Контроль мощности пучка в течение импульса его генерации может быть использован для определения оптимальных режимов облучения как для изменения функциональных свойств поверхности (закалка, полировка и др.), так и для минимизации на ней микрократеров.
Также в рамках проекта предлагается использовать новые принципы и режимы генерации электронного пучка, основанные на инициировании импульсным электронным пучком дугового разряда на поверхности облучаемой мишени. В этом случае предполагается очистка поверхности мишени катодными пятнами первого и/или второго рода с электронно-пучковым ассистированием за счет инициирования высоковольтного тлеющего разряда с токами уровня десятков ампер при субмиллисекундной длительности импульса.
Так, основной целью проекта является определение основных механизмов и закономерностей генерации субмиллисекундных интенсивных (десятки, сотни ампер) электронных пучков в источнике с сеточным плазменным катодом и плазменным анодом с открытой границей плазмы, которая нарабатывается как самим электронным пучком, так и генерируется дополнительным дуговым разрядом низкого давления при инициировании катодных пятен на обрабатываемой мишени, а также облучение и исследование поверхности металлических материалов в исследуемых режимах генерации электронного пучка для модификации свойств поверхности и ее очистки в условиях минимизации вероятности образования на ней микрократеров.
По результатам данного проекта будет получен новый научный результат по генерации и транспортировке в продольном магнитном поле электронных пучков с уникальными параметрами, превосходящими параметры известных из литературы мировых аналогов, отличающегося кроме этого высокой энергетической эффективностью с возможностью дальнейшей автоматизации источника, упрощенной схемотехникой и повышенной стабильностью генерации, что позволит существенно расширить сферу его применений как в научных целях, так и при решении производственных задач.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
21000.0
|
| Дата начала |
2025-05-29
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
№25-19-00745
|
| Дата контракта |
2025-05-29
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
533.932
|
| Количество просмотров |
6
|
| Руководитель работы |
Дорошкевич Сергей Юрьевич
|
| Руководитель организации |
Романченко Илья Викторович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ СИЛЬНОТОЧНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-16 13:21:07 UTC, 2025-07-16 13:21:07 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
ЭЛЕКТРОННЫЙ ПУЧОК; МИКРОКРАТЕРЫ; ОБЛУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛА; ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ; ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД; ПЛАЗМЕННЫЙ АНОД; ПЛАЗМЕННЫЙ КАТОД; ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.27.23 - Пучки в плазме; 29.35.37 - Электронная и ионная эмиссия
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физика жидкости, газа и плазмы (включая физику поверхностей)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
