Эксπир
Регистрация / Вход

Создание тонкопленочных покрытий нового поколения на основе многослойных, наноразмерных, функционально-градиентных, гране-центрированных кубических структур

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3078
Организация
ФГНУ "НИИ ЯФ"
Руководитель работ
Рябчиков Александр Ильич
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Внебюджетные средства
0,3 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.

Соисполнители

Этапы проекта

1
22.03.2007 - 31.08.2007
В отчете представлены результаты исследований, выполненных в рамках I этапа работ по государственному контракту № 02.513.11.3078 от 22 марта 2007 г. "Создание тонкопленочных покрытий нового поколения на основе многослойных, наноразмерных, функционально-градиентных, гранецентрированных кубических структур" в ФГНУ "Научно-исследовательский институт ядерной физики" (г. Томск).
Отчет содержит аналитический обзор научно-технической литературы, относящейся к разрабатываемой теме и оценку экономической эффективности от внедрения новой продукции с ожидаемыми показателями НИР на время разработки, освоения и срока морального старения выпускаемой продукции.
В работе содержится информация о технологическом и экспериментальном оборудовании, адаптированном для выполнения задач НИР. Дается обоснование выбора метода экспериментальных исследований и аналитических методик исследования физико-механических и эксплуатационных свойств, создаваемых в рамках работы защитных покрытий нового поколения.
Представлены результаты математического моделирования и экспериментальных исследований нестационарных процессов, сопровождающих формирование слоёв разделения зарядов в быстро изменяющихся электрических полях вблизи поверхности проводящих и диэлектрических материалов, погружённых в многокомпонентную плазму при формировании вблизи мишеней высокочастотных короткоимпульсных потенциалов смещения.
Обсуждаются результаты исследований закономерностей формирования и изменения структурно-фазового состава, стехиометрии и морфологии многослойных покрытий с последовательностью наноразмерных двух- и трехслойных элементов наносимых в условиях комбинированного ионно-лучевого и плазменного воздействия в зависимости от амплитудно-частотных характеристик потенциала смещения, параметров плазмы, термодинамических и кинетических условий фазообразования.
Представлен большой объем экспериментальных исследований химических, физико-механических и эксплуатационных свойств, сформированных одно и двух компонентных гранецентрированных кубических структур.
Развернуть
2
01.09.2007 - 31.10.2007
3.1. В результате анализа закономерностей формирования тонкопленочных покрытий нового поколения показана возможность эффективного применения высокочастотных, короткоимпульсных потенциалов смещения на образцах для реализации широкого круга технологических режимов ионно-лучевой и плазменной обработки поверхностных слоев материалов и создания многослойных, наноразмерных и наноструктурных защитных покрытий нового поколения. Установлены закономерности влияние амплитуды, частоты следования и длительности импульсов потенциалов смещения на формирование переходного слоя матрица-подложка, скорость осаждения покрытий, изменение микроструктуры и эксплуатационных свойств созданных наноструктурных покрытий. Экспериментально показано, что предложенный в работе комбинированный ионно-лучевой и плазменный подход к формированию покрытий на основе многослойных (до 1000 отдельных слоев), функционально-градиентных, гранецентрированных кубических структур, позволяет создавать системы типа TiAlN/TiN с толщиной отдельных слоев от 2 до 400 нм, многократно превосходящие основные физико-механические и эксплуатационные характеристики покрытий, созданных по традиционным технологиям.
3.2. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов показала, что в ходе реализации задач НИР разработаны принципы и методы создания новых типов наноструктурных, функционально-градиентных, многослойных покрытий, превосходящие по совокупности параметров, имеющиеся мировые аналоги. Полученные результаты дают основание сделать заключение о том, что работа выполнена в соответствии с требованиями технического задания в полном объеме. Научно-техническая и практическая ценность полученных результатов и продукции могут быть оценены, как высокие и готовые для практического использования.
3.3. Результаты технико-экономических исследований подтверждают конкурентные преимущества, предлагаемых многослойных, наноструктурных покрытий (улучшение эксплуатационных характеристик (износостойкость, адгезионная прочность, коррозионная стойкость, коэффициент трения, эрозионная стойкость, шероховатость, уменьшение внутренних локальных напряжений) по сравнению с «традиционными» однослойными покрытиями), как на внутреннем, так и внешнем рынках.
3.4. Разработаны рекомендации по созданию комплексной, опытно-промышленной, технологической установки нового поколения для реализации современных технологий формирования многослойных, функционально-градиентных, наноструктурных покрытий применительно к задачам реальных секторов экономики, включая, авиационное двигателестроение, ракетостроение, медицину, инструментальную отрасль и др. На основе разработанных рекомендаций сформулировано техническое задание для проведения ОКР.
3.5. Результаты патентных исследований, проведенных в соответствие с ГОСТ 15.011-96, подтвердили патентную частоту и патентоспособность разработанных покрытий и методов их формирования, что значительно повышает экономический и экспортный потенциал созданных покрытий.
3.6. Результаты исследований по 2 этапу работ представлены в заключительном отчете о научно-исследовательской работе по государственному контракту № 02.513.11.3078 от 22 марта 2007 г. Инв. № ИЯФ/22-19-07.
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
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
1,9 млн
Организация
ИОНХ РАН
профинансировано
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