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

  • 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.
    3211
  • 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.
    652
  • 14/06/2017

    В ИЯФ СО РАН разрабатывается новое поколение электроники

    ​В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН разрабатывается новое поколение электроники для действующих и будущих ускорительных комплексов. Оно ляжет в основу электронных систем управления коллайдера Супер чарм-тау фабрика и будет представлено на международном форуме «Технопром-2017».
    1707
  • 31/10/2019

    Российские физики «просветили» перспективный материал для атомной промышленности

    ​Технологии долговременного хранения отходов ядерного топлива и многие другие задачи промышленности, ядерной медицины, сегодня требуют разработки и создания новых функциональных материалов. Перспективными являются наноуглеродные структуры (фуллерены, углеродные нанотрубки и другие формы углерода).
    747
  • 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.
    319
  • 21/08/2020

    Исследован прототип насоса для получения сверхвысокого вакуума в накопительном кольце ЦКП СКИФ

    ​Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН совместно с заводами ООО «Призма» (Искитим) и АО «Полема» (Тула) запускают разработку и производство магниторазрядных насосов и нераспыляемых геттеров (газопоглотителей).
    502
  • 29/07/2020

    Российские учёные рассказали о своём участии в проекте ITER

    ​​Надежный, экологически чистый и мощный источник энергии – одна из главных потребностей человечества сегодня. В числе наиболее перспективных кандидатов на решение этой задачи рассматривают термоядерный синтез.
    550
  • 21/10/2019

    Как делают науку в Сибири

    Чем живет сибирская наука? Обычно мы слышим об ученых либо в связи с прорывными и особо интересными открытиями. Либо благодаря созданию новых научных объектов, таких как ЦКП СКИФ. Либо, как это ни печально, из-за каких-либо конфликтов.
    1378
  • 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).
    1691
  • 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».
    244