Эксπир
Регистрация / Вход

Исследование и разработка механизмов формирования пленочных наносистем и наноматериалов с использованием атомарных потоков, генерируемых в ионных и плазменных устройствах

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3041
Организация
МАИ
Руководитель работ
Рыжов Юрий Алексеевич
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Внебюджетные средства
0,5 млн

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Этапы проекта

1
22.03.2007 - 30.06.2007
Целью работы является разработка ионно-плазменных методов и технологий получения свободных наноразмерных мембран и функциональных нанопокрытий на поверхности конструкционных материалов, а также разработка компьютерных программ моделирования процессов формирования наномембран и нанослоев для выработки оптимальных технологических режимов.
Основными методами работы являются экспериментально-расчетные.
В результате проведенной работы проанализированы методы получения наномембран различного типа, их характеристики и области применения. Рассмотрены и проанализированы методы получения нанослоев и наномембран с использованием пучкового ионно-плазменного и магнетронного воздействия. Получены характеристики воздействия ионов на различные материалы, в частности зависимости коэффициентов распыления металлов от энергии ионов и углов их падения на поверхность. Разработана математическая модель трансформации поверхностных структур, обладающих начальной шероховатостью, и формирования микрогеометрии поверхности при облучении потоками ионов с энергиями до 20 кэВ. Показана возможность получения наноотверстий в свободных тонких пленках, получены образцы двухслойных (Ag-C) наномембран толщиной 200-400 нм. Получены в магнетронной распылительной системе тонкопленочные слои TiN на поверхностях конструкционных материалов.
Области применения результатов работы: по наномембранам – химия, биология, медицина; по покрытиям – машиностроение, аэрокосмическая техника, транспорт.
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.10.2007
1. Проведён анализ научно-технической литературы, связанной с методами получения тонкопленочных функциональных слоёв на поверхностях конструкционных материалов и методов получения наноразмерных металлических свободных мембран. Показаны перспективность и преимущества получения слоёв и мембран методами ионно-плазменных технологий.
2. Получены экспериментальные характеристики распыления различных материалов потоками ионов и характеристики осаждения их на различные поверхности.
3. Разработаны методы и программы расчета формирования микрогеометрии поверхности при облучении их потоками ускоренных ионов. Полученные методы расчета позволяют прогнозировать изменения микрошероховатости поверхности в зависимости от дозы облучения вплоть до получения наноразмерных отверстий в случае облучения свободных пленок.
4. Разработаны и в значительной мере экспериментально проверены различные варианты технологий получения наноразмерных металлических мембран. Показаны необходимость и преимущество получения многослойных мембран, состоящих из слоев материалов, обладающих различной способностью к распылению (различными коэффициентами распыления). Получены наномембраны толщиной 20 ÷ 30 нм с радиусами отверстий в диапазоне 5 ÷ 80 нм и различной прозрачностью (до 20 %).
5. Разработаны различные варианты магнетронов (плоский, цилиндрический, планарный) позволяющие получать тонкоплёночные функциональные поверхностные слои различной толщины от 0,1 до 5 мкм.
6. Получены многокомпонентные тонкие слои, обладающие в значительной мере уникальными свойствами. В частности получены слои TiNx+Pb, имеющие чрезвычайно малые коэффициенты трения (~ 0,1) и способные работать в условиях высоких нагрузок даже в таких нагруженных конструкциях, как газотурбинные реактивные двигатели.
7. Получены образцы, подготовлены для демонстрации как выставочные материалы. Выявлены пути дальнейшего совершенствования и развития технологий и методов создания мембран и функциональных поверхностных слоёв.
На основании результатов проведенных работ были выработаны рекомендации для дальнейшего проведения работ.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» (мероприятие1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
92 млн
Количество заявок
241
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 11 мес.
Бюджетные средства
16 млн
Количество заявок
72
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43