В физике элементарных частиц важной задачей при создании детекторов является покрытие различных пластиковых волокон и металлических проволок (диаметрами от нескольких десятков микрон и больше) тонким слоем заданного металла. Наиболее распространенная в мире технология гальваники не подходит как для непроводящих волокон, так и для тонких металлических проволок из-за интенсивной эрозии, которая происходит из-за используемых химических реактивов. Технология магнетронного разряда, при которой сквозь область разряда протягивается покрываемое волокно (или проволока), позволяет обойти эти сложности. Поэтому в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН была создана опытная установка магнетронного напыления металлических покрытий на проволоки и волокна. К настоящему моменту произведена металлизация десятков километров оптоволокна. 
 
Технология магнетронного распыления металлов может быть востребована при создании дрейфовой камеры детектора для электрон-позитронного коллайдера Супер С-тау фабрика — мегасайенс проекта ИЯФ СО РАН

 
«Для разработки и производства дрейфовой камеры, — пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Сергеевич Попов, — очень интересны металлизированные углеродные волокна, которые сочетали бы весовые и прочностные свойства углеволокна со свойствами проводящих металлических проволок. Также в мире очень остро стоит проблема золочения тонких алюминиевых проволок для получения химической стойкости и возможности крепежа (пайки проволок)». 

 
С 2018 года в ИЯФ СО РАН ведется разработка матричного регистратора рентгеновского излучения с высоким разрешением, в котором для переноса светового сигнала от кристаллов сцинтилляторов до фотоприёмника используются оптические волокна, склеенные в матрицу. Увеличение контрастности регистрируемого изображения тесно связано со светоизоляцией элементов детектора. Существует несколько методов светоизоляции в подобных системах, например, использование красок или кембриков, что неприменимо в конструкции регистратора из-за сильного увеличения диаметра оптоволокна. В связи с этим, по словам аспиранта ИЯФ СО РАН Сергея Сергеевича Афанасенко, было принято решение наносить алюминиевое покрытие (до 50 нм) методом магнетронного распыления металлов на поверхность оптоволокна. Для этой задачи в ИЯФ СО РАН был создана опытная установка для распыления алюминия с производительностью 10 км в неделю. 
 
Размеры установки — 1,2 метра в длину и 1 метр в высоту, а вес составляет несколько сотен килограмм. Она состоит из цилиндрического магнетрона, системы протяжки волокон (несколько сотен метров за цикл работы), системы для получения вакуума и напуска рабочего газа. 
 
По словам разработчиков, тесты напылённого оптоволокна дали положительный результат, переход света был значительно подавлен, при этом светопередающие свойства волокна не нарушены. 
 
Разработанная в ИЯФ СО РАН станция является перспективной для применения в различных областях ядерной физики и ядерных технологий. Александр Попов также отметил, что, несмотря на плюсы технологии, она требует дальнейшей отработки. Например, для тонких проволок (до 60 микрон) пока не до конца решена проблема перегрева. В случае ее решения, учёные ИЯФ СО РАН получат широкие возможности по созданию проволок и волокон с многослойными покрытиями из большого набора материалов для обеспечения требуемых свойств поверхностей. 
 
Пресс-служба ИЯФ СО РАН 
 
На фото: магнетронная станция​ 

 
Фото Сергея Афанасенко ​​

Источники

Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Российское атомное сообщество (atomic-energy.ru), 07/10/2020
Новосибирские физики создали установку, способную наносить металлическое покрытие на сверхтонкие пластиковые и металлические волокна
Seldon.News (news.myseldon.com), 07/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Наука в Сибири (sbras.info), 07/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Поиск (poisknews.ru), 07/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Институт ядерной физики имени Г.И.Будкера СО РАН (inp.nsk.su), 07/10/2020
В ИЯФе разработали уникальную установку для напыления металла
Навигатор (navigato.ru), 07/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Новости науки (novostinauki.ru), 07/10/2020
Напыление на волокно толщиной с волос: новая технология
Discounte Center (sokol-online.ru), 07/10/2020
Напыление на волокно толщиной с волос: новая технология
Pcnews.ru, 07/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Популярная механика (popmech.ru), 07/10/2020
Напыление на волокно толщиной с волос: новая технология
Рамблер/новости (news.rambler.ru), 07/10/2020
В Новосибирске ученые создали установку для магнетронного напыления металла
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 08/10/2020
Установка магнетронного напыления
Академгородок (academcity.org), 08/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 08/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
RusCable.Ru, 08/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
СКО (sarko.ru), 12/10/2020
Установка для магнетронного напыления металла на проволоки и волокна
Научная Россия (scientificrussia.ru), 13/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Инновации Росатома (innov-rosatom.ru), 14/10/2020
Создана установка для магнетронного напыления металла на пластиковые волокна и проволоку толщиной с волос
Nanonewsnet.ru, 17/10/2020

Похожие новости

  • 11/12/2018

    Как ученым достучаться до власти?

    ​Академик РАН, научный руководитель Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН Сергей Алексеенко стал в этом году лауреатом международной премии «Глобальная энергия». Награда присуждается ему за подготовку теплофизических основ для создания современных энергетических и энергосберегающих технологий, которые позволяют проектировать экологически безопасные тепловые электростанции (за счет моделирования процессов горения газа, угля и жидкого топлива).
    1757
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    575
  • 24/09/2019

    Новосибирские физики обсудили с коллегами со всего мира новое в работе с ускорителями частиц

    ​Новосибирские физики делятся опытом с учеными из разных стран. В Институте Ядерной физики - международное совещание: эксперты обсуждают новое в работе с ускорителями частиц. В чем новосибирские исследователи сегодня мировые лидеры? Прототип секции охлаждения электронного кулера для российского коллайдера «Ника», который сейчас строят в Подмосковье, представили в Институте ядерной физики СО РАН новосибирские ученые.
    715
  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    3344
  • 15/01/2021

    Ученые ИЯФ СО РАН внесли вклад в проверку Стандартной модели

    Обычному человеку фраза «сечение рождения пары пионов» покажется абракадаброй. Тем не менее измерение сечения процесса электрон-позитронной аннигиляции в два пи-мезона (пиона) в области энергий до 1 ГэВ – наиболее ожидаемый мировым сообществом физиков-ядерщиков результат.
    220
  • 11/01/2021

    Достижения и открытия большой науки

    — Специалисты Института ядерной физики имени Г. И. Будкера, Института химии твердого тела и механохимии, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН разработали и испытали прототип детектора на основе нанокомпозитного материала.
    177
  • 02/11/2020

    Госконтракт на производство оборудования для синхротрона "СКИФ" подпишут до 15 ноября

    Государственный контракт на производство технологического оборудования для Центра коллективного пользования "Сибирский кольцевой источник фотонов" (ЦКП "СКИФ"), который будет построен в наукограде Кольцово под Новосибирском, будет подписан до 15 ноября, сообщил в ходе форума OpenBio директор Института катализа им.
    299
  • 11/01/2021

    Госконтракт на изготовление оборудования для ЦКП «СКИФ»: текущие работы

    В ноябре 2020 года Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) заключили государственный контракт на изготовление оборудования для Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ»).
    178
  • 12/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2

    Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Помните знаменитый новозаветный афоризм: «Не вливают вина молодого в мехи ветхие»? Похоже, руководство НСО решило проигнорировать древнюю мудрость, предельно сосредоточившись на «молодом вине» и оставив открытым вопрос о «ветхих мехах».
    330
  • 15/01/2021

    Академику Александру Скринскому 85 лет

    Александр Николаевич Скринский родился 15 января 1936 года в Оренбурге.  В 1959 году окончил Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова — красный диплом получил из рук Н.С. Хрущева, посетившего выпускной вечер в Университете.
    269