1. Вакуумная электронно-ионно-плазменная установка (ВЭИПС-1)
Создается новая уникальная вакуумная электронно-ионно-плазменная установка, оснащенная источниками газовой и металлической плазмы, электронных пучков, позволяющая проводить процессы формирования слоёв и покрытий в широком диапазоне рабочих параметров, осуществлять диагностику параметров и состава генерируемой плазмы, и, главное, осуществлять подготовку образцов и апробацию методики in situ исследований процессов формирования слоев на поверхности материалов методом рентгеновской дифракции с использованием синхротронного излучения перед её реализацией на станции ВЭПП-3 (НЦCТИ, г. Новосибирск).
Схема вакуумной электронно-ионно-плазменной установки (ВЭИПС-1) для In Situ диагностики процессов формирования слоев на поверхности материалов.
В состав установки ВЭИПС-1 по проекту входят:
- Вакуумная камера с системой откачки на основе турбомолекулярного насоса.
- Столик с модифицируемыми образцами, который имеет возможность вращения в 2 плоскостях.
- Окна для ввода и вывода синхротронного излучения.
- Плазменный источник с накаленным и полым катодом «ПИНК» для генерации газовой плазмы.
- Электродуговые испарители с системами фильтрации потока металлической плазмы от капельной фракции.
- Оптический спектрометр для определения качественного состава плазмы по эмиссионным спектрам.
- Квадрупольный масс-спектрометр для измерения масс-зарядового состава генерируемой плазмы.
- Одиночный цилиндрический зонд с автоматизированной системой зондовых измерений.
- Системы электропитания и управления источниками плазмы, потенциального смещения на обрабатываемые образцы, ряда узлов установки.
- Система автоматизации установки на основе промышленного контроллера и персонального компьютера.
Установка оснащена системой высоковакуумной откачки на базе турбомолекулярного насоса. При создании данной установки проведено проектирование, модернизация и оптимизация источников электронов, ионов и плазмы, которыми будет оснащаться создаваемый вакуумный ионно-плазменный стенд для in situ исследований на станции ВЭПП-3 (НЦCТИ, г. Новосибирск). Камера имеет более 10 портов для установки функциональных узлов и диагностического оборудования. Столик для крепления образцов имеет 2 поступательных и 3 вращательных степени свободы для согласования положения относительно анализатора синхротронного излучения. Окна для ввода и вывода рентгеновского излучения перекрыты тонкими полированными бериллиевыми фольгами.
Установка ВЭИПС-1 обладает следующими возможностями:
- очистка, активация поверхности металлических образцов, их нагрев до требуемой температуры (сотни °C);
- ионно-плазменное азотирование в азотсодержащей плазме дугового разряда низкого давления;
- плазменно-ассистированное напыление электродуговым методом с фильтрацией от капельной фракции покрытий на основе нитридов различных металлов, в том числе наноструктурных и градиентных покрытий;
- исследование основных параметров плазмы зондовым методом с использованием одиночного цилиндрического зонда Ленгмюра и автоматизированной системы измерения зондовых характеристик;
- исследование качественного состава плазмы по эмиссионным спектрам спектрометрическим методом;
- исследование масс-зарядового состава генерируемой плазмы (количественный состав плазмы);
- имитация пучка СИ с помощью рентгеновской трубки и его ввод в вакуумный объем установки и вывод рассеянного излучения к системе регистрации рентгенограмм;
- контроль состояния установки и сбор экспериментальных данных с использованием системы автоматизации на базе персонального компьютера (ПК).
