​Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) усовершенствовали метод плазмохимического осаждения нового класса алмазоподобных покрытий, эффективных при применении в разных отраслях промышленности и биомедицины, сообщили РИА Новости в пресс-службе ТПУ.

Результаты исследования опубликованы в журнале "Surface & Coatings Technology".

Пленки гидрогенизированного углерода, легированного кремнием и кислородом (структура a-C:H:SiOx), – новый класс алмазоподобных покрытий. Как следует из названия, ценность таких покрытий связана с их способностью обеспечивать некоторые из свойств алмаза (твердость, износостойкость и гладкость) на поверхности практически любого материала.

Ученые считают такие пленки крайне перспективными за счет высоких механических свойств, химической инертности, биосовместимости и хорошей оптической прозрачности в инфракрасных спектральных диапазонах. Они могут применяться для увеличения абразивной износостойкости материала и использоваться при изготовлении деталей станков, двигателей суперсовременных автомобилей или имплантированных насосов человеческого сердца.

Для нанесения этих пленок на детали обычно применяется метод плазмохимического осаждения с использованием высокочастотного разряда. Специалисты ТПУ и Института сильноточной электроники СО РАН исследовали, как условия формирования пленок влияют на их механические свойства, и предложили новый подход, позволяющий улучшить метод плазмохимического осаждения.

"Мы осаждали пленки в несамостоятельном дуговом разряде с накальным катодом. Разряд питался постоянным током, а для изменения свойств получаемых пленок на подложку подавалось импульсное среднечастотное (~100 кГц) биполярное напряжение смещения", – рассказал РИА Новости доцент кафедры экспериментальной физики ТПУ Андрей Соловьев.

По его словам, такой подход позволяет уменьшить стоимость источника электропитания и преодолеть ограничения мощности разряда и размера обрабатываемых изделий.

Исследователи подтвердили эффективность метода на практике, нанеся пленки на титановые элементы дисковых насосов для механической поддержки сердца. Это уменьшило шероховатость и коэффициент трения деталей кардионасоса и снизило опасность для кровотоков.

В ходе исследования, ученые также подробно изучили твердость, модуль упругости, индексы пластичности и сопротивления пластической деформации полученных пленок.

"Мы показали, что физико-механические свойства пленок сильно зависят от условий их осаждения – давления рабочего газа и параметров напряжения смещения подложки – и могут регулироваться в широком диапазоне", – сообщил Андрей Соловьев.

По мнению авторов, результаты исследования имеют особое значение для промышленности, поскольку позволят повысить устойчивость к износу деталей различных механизмов, в том числе, автомобилей.

Похожие новости

  • 25/09/2019

    Ученые ТГУ нашли новые пульсации в пламени «горелки» для тяжелого топлива

    Исследования нового устройства, созданного в Институте теплофизики Сибирского отделения Российской академии наук и предназначенного для бессажевого сжигания тяжёлого углеводородного топлива с паровой газификацией, провели на механико-математическом факультете.
    354
  • 07/05/2018

    Томские ученые разрабатывают материал для производства имплантатов

    ​Ученые томского Института физики прочности и материаловедения СО РАН работают над получением биоинертных сплавов с низким модулем упругости для производства медицинских имплантатов. Сегодня самый распространенный материал для имплантатов - технически чистый титан, модуль упругости которого составляет около 120 гигапаскалей.
    822
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    1280
  • 01/03/2018

    Томские физики создали миниатюрные голубые струи и красные спрайты

    ​Сотрудники Института сильноточной электроники СО РАН описали открытое и воспроизведенное ими в лабораторных условиях явление апокампа — формирование голубых и красных струй плазмы, возникающих на изгибе канала импульсно-периодического электрического разряда в различных газах.
    993
  • 17/12/2018

    Компания En+ Group подвела итоги конкурса проектов молодых ученых «Лаборатория энергетики»

    ​Компания En+ Group, ведущий вертикально интегрированный производитель алюминия и электроэнергии, подвела итоги конкурса для молодых ученых из иркутских вузов «Лаборатория энергетики». В финал вышли 9 проектов улучшений по теме «Цифровые технологии в энергетике».
    1087
  • 30/11/2016

    Ученые ТПУ и СО РАН создают модифицированные металлы для строительства космических аппаратов

    ​Ученые Томского политехнического университета и Института сильноточной электроники СО РАН разработали метод нанесения на металлы износостойких покрытий с их последующим вплавлением в подложку. Такие модифицированные материалы, благодаря сочетанию легкости, коррозийной стойкости и прочности, могут использоваться в машиностроении, авиа- и космостроении.
    2076
  • 25/07/2019

    Томские ученые могут очистить и изменить свойства поверхности металла за один раз

    ​Ученые Института сильноточной электроники СО РАН (Томск) и компании «Пучково-плазменные технологии» собрали установку, которая может очистить поверхность металла, упрочнить ее и задать новые нужные свойства за один технологический цикл.
    304
  • 12/11/2019

    В Томске создадут новые высокотехнологичные производства

    ​Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск) в кооперации с ведущими университетами и промышленными предприятиями России стал победителем конкурса на право получения субсидий для реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичных производств в рамках постановления Правительства РФ.
    246
  • 14/02/2017

    Томский ученый Илья Романченко - о физике и разработках

    ​​​Томский физик Илья Романченко получил премию президента в области науки и инноваций для молодых ученых за 2016 год. В интервью РИА Томск он рассказал о том, как его работа может помочь в борьбе против раковых клеток и террористов, почему в физике недостаточно просто выучить формулы, а также на что он собирается потратить 2,5 миллиона рублей.
    3497
  • 20/09/2018

    Элегаз и гелий подняли эффективность лазера на азоте

    ​Исследователи из Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, Томского государственного университета, Томского политехнического университета и Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники разработали новую модель для изучения накачки азотной рабочей среды для лазеров с наносекундными импульсами.
    541