9.5 Лаборатория пучков частиц

Научные направления:

• разработка источников пучков заряженных частиц;

• применение ионных пучков в технологиях модификации материалов и нанесения покрытий.

Лаборатория пучков частиц была образована в составе Отдела электрофизики при Институте физики металлов УНЦ АН СССР в 1986 году, в Институте электрофизики существует с момента его образования в 1987 году. Научная тематика лаборатории посвящена исследованию физических процессов в газовых разрядах низкого давления с холодным катодом, используемых в эффективных источниках плазмы, электронных и ионных пучков, разработке источников заряженных частиц и генераторов плазмы для технологических применений и изучению влияния воздействия ускоренных ионов и плазмы на свойства материалов.

На основе результатов проведенных исследований в лаборатории разработаны опытные образцы мощных источников широких и ленточных пучков ионов газов для модификации материалов, импульсный источник электронного пучка большого сечения для электроионизационного лазера и источник импульсного сфокусированного электронного пучка для испарения материалов в вакууме. Проведенные исследования разряда с плазменным катодом с сеточной стабилизацией позволили существенно повысить надежность и эффективность созданного на его основе генератора плазмы и разработать новые методы нанесения углеводородных алмазоподобных покрытий и низкотемпературного азотирования сталей и сплавов. Разработана технология нанесения стойких к высокотемпературному окислению электропроводящих Mn-Co-O покрытий на металлический токопроход топливного элемента с оксидным электролитом методом реактивного магнетронного распыления с ионным сопровождением. В сотрудничестве с Уральским заводом гражданской авиации (г. Екатеринбург) усовершенствована и внедрена в производство технология нанесения износостойких покрытий с ионно-лучевым сопровождением на лопатки компрессора газотурбинного двигателя.

9.6 Лаборатория импульсной техники

Научное направление – исследование эффекта наносекундного обрыва сверхплотных токов в полупроводниковых структурах и создание на его основе мощных импульсных систем частотного режима.

Научные идеи, а также коммерческие образцы устройств и приборов, разработанных в лаборатории импульсной техники, используются в различных российских и зарубежных организациях. Так в Институте электрофизики УрО РАН они находят применение в лаборатории импульсных процессов для генерирования сильноточных электронных пучков и импульсов рентгеновского излучения, в лаборатории физики диэлектриков при исследовании электрофизических свойств полупроводников и диэлектриков, в лаборатории низкотемпературной плазмы при проведении исследований по ионизации воздуха стримерным коронным разрядом для удаления токсичных примесей. В других российских научных центрах SOS-техника используется также для накачки газовых лазеров и в качестве источников питания широкополосных электромагнитных излучателей.

Лаборатория импульсной техники разрабатывает частотные наносекундные генераторы с высокой пиковой и средней мощностью. Генераторы основаны на использовании твердотельной системы коммутации энергии, в которой применяются тиристоры или транзисторы во входном устройстве, магнитные ключи в промежуточном устройстве сжатия энергии и полупроводниковый прерыватель тока на SOS-диодах в оконечном усилителе мощности.