Лаборатория пучково-плазменной модификации диэлектриков (ЛПД)

Руководитель: Юшков Юрий Георгиевич, доктор технических наук, доцент

Год создания лаборатории: 2021

Количество сотрудников: 13

Описание лаборатории

Лаборатория создана в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации «Создание новых лабораторий, в том числе под руководством молодых перспективных исследователей» национального проекта «Наука и университеты» на кафедре физики ТУСУРа в 2021 г. В состав лаборатории входят 13 человек, из них: 2 – доктора наук, 5 – кандидаты наук, 6 – магистранты. Средний возраст коллектива лаборатории – 32 года. Средний индекс Хирша сотрудников со степенью составляет 13.

Научные направления лаборатории

1. Создание новых и модернизация имеющихся уникальных форвакуумных плазменных источников электронов с целью соответствия специальным требованиям для обработки диэлектрических материалов (керамик, боридов, карбидов, полимеров), а также возможности ионно-плазменного ассистирования при модификации поверхностей материалов в процессе обработке их низкотемпературной плазмой в форвакуумной области давлений.
2. Развитие следующих направлений синтеза многофункциональных защитных покрытий:
   1. комплексное теоретическое и экспериментальное исследование процессов электронно-лучевого нагрева, плавления и испарения диэлектрических мишеней;
   2. синтез многофункциональных защитных диэлектрических покрытий на основе высокотемпературных керамик на поверхности металлов и сплавов;
   3. синтез металлокерамических защитных покрытий;
   4. синтез защитных термобарьерных покрытий на основе диэлектриков;
   5. электронно-лучевой синтез высокопрочных кремний-углеродных покрытий на поверхности металлов и сплавов;
   6. создание магнитодиэлектрических покрытий;
   7. определение условий, обеспечивающих эффективное нанесение оксидных, боридных и нитридных покрытий с наилучшими функциональными свойствами и характеристиками для их практического применения в технологиях модификации поверхности различных материалов.
3. Развитие следующих направлений пучковой модификации диэлектрических материалов:
   1. конструирование новых металлокерамических материалов и керамических материалов с заданным градиентным распределением плотности и элементов по объёму с использованием пучково-плазменного воздействия на металлические и керамические материалы в форвакуумной области давлений; исследование прочностных и трибологических свойств синтезированных материалов;
   2. исследование процессов электронно-лучевого спекания металлокерамических и керамических материалов с использованием форвакуумных плазменных источников электронов;
   3. синтез диэлектрических оксидных и нитридных порошков в среде реакционного газа электронно-лучевым испарением металлов с использованием форвакуумных плазменных источников электронов;
   4. импульсная электронно-лучевая модификация поверхности диэлектрических материалов в форвакуумной области давлений для повышения их характеристик.

Значимые результаты за период работы лаборатории

На сегодняшний день количество публикаций в рамках проекта: 30, из них 8 статей в высокорейтинговых журналах, входящих в 1 и 2 квартиль Web of Science, 10 статей, входящих в Scopus, 8 докладов на международных конференциях, 4 РИДа.

• За 2 года в рамках проекта одним из участников лаборатории была защищена кандидатская диссертация – Чан Ван Ту: «Форвакуумный плазменный источник ленточного электронного пучка для пучково-плазменной модификации диэлектриков» по специальности 1.3.5 «Физическая электроника».
• Подготовлена одна докторская диссертация – Денис Борисович Золотухин: «Генерация и исследование пучковой и газоразрядной плазмы для модификации материалов и электрореактивного движения» по специальности 01.04.04 «Физическая электроника» (защита состоялась в совете Д 003.031.01 8 сентября 2022 года).

За период существования молодёжной лаборатории, сотрудниками на конкурсной основе, были выиграны гранты:

1. РНФ № 21-79-10035 «Электронно-лучевой синтез многослойных покрытий на основе керамики и металла форвакуумным плазменным источником электронов», руководитель – заведующий ЛПД д. т. н. Юшков Ю. Г.;
2. РНФ № 21-79-10217 «Ионно-плазменная модификация внутренних поверхностей узких протяжённых трубчатых изделий в системе несамостоятельного тлеющего разряда с полым катодом, поддерживаемого электронным пучком в форвакуумной области давлений», руководитель – с. н. с., к. т. н. Зенин А. А.;
3. конкурс грантов президента Российской Федерации для молодых учёных-кандидатов наук, грант МК-1399.2022.4 (2022-2023), руководитель – с. н. с., к. ф-м. н. Золотухин Д. Б.

Награды сотрудников лаборатории

• Золотухин Денис Борисович – победитель конкурса именных стипендий администрации города Томска талантливой и одарённой молодёжи в 2021–2022 учебном году в номинации «Молодые инноваторы»,
• Тюньков Андрей Владимирович – диплом I степени за лучший доклад на международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления» (2021),
• Климов Александр Сергеевич, Зенин Алексей Александрович – победители конкурса патентной активности молодых учёных ТУСУРа (2021).

Сотрудничество с иными организациями

1. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук» (ИСЭ СО РАН): ведутся совместные работы в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» по модификации поверхностных свойств покрытий, полученных в результате электронно-лучевого синтеза, методом имплантации ионов металлов. Основная задача совместной работы – экспериментальное исследования влияния параметров пучков многозарядных ионов металлов на условия имплантации этих ионов в металлокерамические материалы, синтезированных электронно-лучевым методом: изучение особенностей воздействия ускоренных ионов и выявление новых физических зависимостей. Также ведутся совместные работы по синтезу и исследованию защитных борсодержащих покрытий на металлах и сплавах в рамках федеральной научно-технической программы по развитию синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019 – 2027 годы.
2. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники: ведутся работы по формированию защитных и износостойких покрытий на титановых сплавах при сочетании электронно-лучевого форвакуумного и ионно-плазменного нанесения.