КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 14-29-00091

НазваниеРазработка физических основ комплексного электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности материалов и изделий.

РуководительКоваль Николай Николаевич, Доктор технических наук

Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук, Томская обл

Года выполнения при поддержке РНФ 2017 - 2018 

КонкурсКонкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований коллективами существующих научных лабораторий (кафедр)»

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки, 09-302 - Корпускулярные, плазменные и лучевые источники для исследований и практики

Ключевые словаФизика вакуумного разряда, плазменная эмиссионная электроника, генерация низкотемпературной плазмы, электронные, ионные, плазменные источники, электронно-ионно-плазменная модификация поверхности, физика сильноточных электронных пучков, физика плазмы, физика поверхности, микроструктура, фазовый состав, эксплуатационные свойства

Код ГРНТИ29.27.51


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Целенаправленное конструирование поверхности материалов и изделий с использованием современных электронно-ионно-плазменных методов остается актуальной задачей, т.к. ее решение позволяет создавать функциональные слои и покрытия, существенно повышающие физико-механические и, соответственно, эксплуатационные характеристики деталей машин и механизмов, инструмента и других изделий, увеличивая их срок службы в экстремальных условиях эксплуатации и приводя, таким образом, к энерго- и ресурсосбережению. Проект направлен на решение комплексной задачи, фундаментальной составляющей которой является разработка физических основ технологии электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности материалов и изделий, осуществляемого в едином вакуумном цикле с использованием созданного авторами проекта уникального электрофизического оборудования. Актуальность проблемы обусловлена необходимостью разработки технологии кардинальной модификации структуры и свойств поверхностных слоев металлов и сплавов, работающих в тяжелых условиях (пары трения высоконагруженных механизмов, работающих в условиях температурных градиентов и присутствия агрессивных сред, обрабатывающий инструмент, ответственные детали авиакосмической отрасли и др.). В качестве объекта модифицирования будет использован, модельный материал, а именно, технически чистый алюминий марки А7, срок службы поверхности которого планируется кратно увеличить, а выявленные закономерности такого увеличения транслировать на широко использующиеся в промышленности легкие алюминиевые сплавы. Суть разрабатываемого в предлагаемом проекте метода, определяющего его научную новизну и практическую значимость, а также неразрывную связь с грантом РНФ (проект №14-29-00091), заключается в формировании в едином вакуумном цикле градиентных нанофазных поверхностных слоев, сочетающих упрочненный подслой толщиной порядка 10 мкм, сформированный путем электронно-пучкового миксинга металлических пленок Ti и Cu с поверхностным слоем подложки (Al), газофазное насыщение модифицированного поверхностного слоя элементами внедрения (азот), синтез относительно толстых (> 6 мкм) защитных моно- и многослойных покрытий на основе TiCuN ионно-плазменными методами на подложку, модифицированную высокоинтенсивным импульсным электронным пучком с целью увеличения сил адгезии системы «покрытие/подложка», и формирования поверхностных систем «подложка – модифицированный, путем легирования, поверхностный сплав – твердое (сверхтвердое) покрытие на основе TiCuN» с прогнозируемыми функциональными свойствами. Очевидно, что ресурс износостойкости у качественных толстых покрытий (~ 10 мкм) выше, чем у тонких (~ 0,1-1 мкм). Однако получение относительно толстых (> 6 мкм) ионно-плазменных покрытий является трудно выполнимой задачей инженерии поверхности главным образом из-за того, что с ростом толщины покрытия величина сжимающих напряжений возрастает и может достичь пределов прочности материала, приводя к его разрушению. С использованием разработанной и созданной в рамках Проекта 2014 электронно-ионно-плазменной установки «КОМПЛЕКС» становится возможным получение моно- и многослойных твердых и сверхтвердых (≥ 40 ГПа) нитридных покрытий на подложках из материала с отличающимся, от покрытий, элементным составом путем создания градиентного высокоадгезионного переходного слоя, полученного с использованием электронно-пучкового воздействия, ионного азотирования и нанесения одноэлементных покрытий на подложку, а также релаксации сжимающих напряжений в формируемом толстом покрытии путем импульсного электронно-пучкового воздействия на него или создания многослойной структуры покрытий. Предлагаемая и изучаемая в данном проекте методика электронно-ионно-плазменного инжиниринга, а именно электронно-пучковое выглаживание и ионно-плазменное легирование поверхности, будет применена в качестве финишной обработки материалов и изделий, изготовленных методом аддитивного производства, для уменьшения их шероховатости и пористости, что является весьма актуальной задачей, решение которой позволит расширить круг применения аддитивных технологий. Изучение и решение вышеперечисленных проблем невозможно без модернизации действующего и создания нового ионно-плазменного оборудования, что также является одной из задач заявляемого проекта. На основе результатов исследований планируется создать лабораторную установку для изучения и реализации предлагаемого авторами проекта нового электронно-ионного метода азотирования (элионное азотирование) поверхности материалов, отличающегося минимальным растравливанием азотируемого слоя, т.е. низким уровнем шероховатости модифицированной таким образом поверхности, что часто является решающим фактором при выборе метода финишной обработки поверхности детали или изделия. На основе изучения физических процессов зажигания и горения импульсных дуговых разрядов низкого давления, а также генерации ими эмиссионной плазмы будет проведена глубокая модернизация электронно-пучкового оборудования с целью повышения его основных параметров. Это, в свою очередь, позволит проводить материаловедческие исследования в диапазоне ранее не достигавшихся экспериментальных условий и получать результаты мирового уровня новизны. В совокупности изложенное выше подтверждает актуальность, научную новизну и практическую значимость предлагаемого проекта, а также его неразрывную связь с грантом РНФ (проект №14-29-00091).

Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта предполагается (1) разработать и создать лабораторную установку, позволяющую осуществлять азотирование материала в плазме несамостоятельного дугового разряда за счет как ионной, так и электронной компонент плазмы, т.е. элионное азотирование. Электронная компонента плазмы используется для нагрева азотируемого изделия, не вызывая травления его поверхности. Ионная компонента плазмы, осуществляя собственно процесс азотирования, позволяет при сравнительно малой энергии ускоренных ионов, удалять оксидные пленки и другие загрязнения, возникающие во время процесса азотирования, что особенно важно при низкотемпературном азотировании, минимально растравливая поверхность; (2) провести дальнейшее совершенствование разработанного источника электропитания и модернизацию электродной системы плазменного катода установки «КОМПЛЕКС» (увеличение разрядного тока до уровня 400 А, расширение диапазона длительности пучка электронов от 20 мкс до 350 мкс при сохранении плотности энергии пучка электронов в диапазоне от 10 до 70 Дж/см^2); (3) осуществить комплекс исследований, направленных на разработку физических основ технологии многократного повышения физико-механических свойств поверхностного слоя технически чистого алюминия марки А7 путем создания сравнительно толстых (~ 10 мкм) защитных высокоадгезионных слоев и покрытий путем комбинированной обработки, сочетающей электронно-пучковый миксинг системы «пленка (Ti и/или Cu) / (Al) подложка», азотирование легированного слоя (в том числе элионное азотирование), осаждение сравнительно толстых (> 6 мкм) защитных моно- и многослойных покрытий на основе TiCuN и последующее облучение сформированной системы интенсивным импульсным электронным пучком для снятия упругих напряжений; (4) используя преимущества установки «КОМПЛЕКС» (комплексная электронно-ионно-плазменная обработка в едином вакуумном цикле), разработанной и построенной в рамках Проекта 2014, выявить оптимальные параметры электронно-ионно-плазменного финишного модифицирования металлических образцов, созданных методами аддитивной технологии, позволяющего осуществлять выглаживание, снижение уровня пористости, поверхностное легирование образцов и изделий, кратно повышая их прочностные и трибологические характеристики. При выполнении проекта планируется получить следующие основные результаты: 1. На основе результатов проведенных исследований по генерации низкотемпературной плазмы в несамостоятельном дуговом разряде низкого давления будет разработана и создана лабораторная автоматизированная установка с объемом рабочей камеры ~ 0,1 м^3 и концентрацией азотной плазмы в ней на уровне 10^10 см^-3, реализующая метод элионного азотирования, т.е. позволяющая нагревать азотируемое изделие электронной компонентой плазмы и азотировать его за счет ионной компоненты. Реализуемые с использованием вновь создаваемой установки процессы азотирования будут иметь ряд преимуществ перед известными процессами азотирования в тлеющем разряде, а именно: - практически не увеличивать исходную шероховатость поверхности образцов и изделий, так как бомбардировка ионами будет минимизирована, а нагрев азотируемых материалов будет осуществляться за счет ускоренных электронов; - производить азотирование не с использованием экологически вредного аммиака, а в атмосфере азота; - уменьшить время процесса азотирования за счет повышения его эффективности при повышенных значениях концентрации плазмы и относительно низких рабочих давлениях процесса. Эти особенности определяют новизну и эффективность процессов, что позволит провести планируемые исследования на высоком научном уровне, а в дальнейшем предлагать создаваемое оборудование и технологию для использования в промышленности как в России, так и за рубежом. 2. В результате анализа комплексных исследований по генерации, формированию и транспортировке интенсивных низкоэнергетических электронных пучков будет проведено существенное усовершенствование разработанного источника электропитания и модернизация электродной системы плазменного катода установки «КОМПЛЕКС», направленных на увеличение разрядного тока до уровня 400 А, расширение диапазона длительности пучка электронов от 20 мкс до 350 мкс при сохранении плотности энергии пучка электронов в диапазоне от 10 до 70 Дж/см2. Это позволит провести исследования по электронно-пучковой модификации поверхности материалов и изделий в новом неисследованном диапазоне плотностей энергии субмиллисекундного электронного пучка и получить результаты мирового уровня новизны. 3. Будут осуществлены комплексные исследования структуры и свойств поверхностного слоя алюминия технической чистоты, подвергнутого комбинированной обработке в условиях единого вакуума на установке «КОМПЛЕКС», сочетающей электронно-пучковый миксинг системы «пленка (Ti и/или Cu) / (Al) подложка», азотирование легированного слоя, осаждение сравнительно толстых (> 6 мкм) защитных моно- и многослойных покрытий на основе TiCuN и последующее облучение сформированной системы интенсивным импульсным электронным пучком для снятия упругих напряжений. 4. Будут выявлены оптимальные режимы электронно-ионно-плазменного комбинированного воздействия, позволяющие кратно повысить прочностные и трибологические характеристики технически чистого алюминия марки А7. 5. Будут сформулированы рекомендации, позволяющие транслировать выявленные закономерности такого увеличения на широко использующиеся в промышленности легкие алюминиевые сплавы. 6. Будут выявлены оптимальные параметры финишного воздействия электронного пучка на поверхность изделий, полученных методами аддитивного производства, позволяющие осуществлять выглаживание, снижение уровня пористости, поверхностное легирование материала, кратно повышая его прочностные и трибологические характеристики. Эффективность предлагаемого модифицирования на установке «КОМПЛЕКС» обусловлена, прежде всего, отсутствием неконтролируемого воздействия окружающей среды на модифицируемую поверхность, а также, существенным сокращением времени и комплексным характером обработки, кратным повышением прочностных и трибологических характеристик поверхностного слоя, недостижимым при традиционных методах воздействия, сочетающих несколько вакуумно-разобщенных установок. Применение изделий с упрочненным поверхностным слоем позволит создать объекты новой техники, отличающиеся высокими эксплуатационными характеристиками и сроком службы. Это особенно актуально для изделий машиностроительной и авиакосмической промышленности, работающих при повышенных эксплуатационных нагрузочно-скоростных условиях. Экономическая эффективность будет достигнута за счет, сокращения количества установок, осуществляющих комплексное модифицирование поверхности деталей и изделий, замены изделий из дорогостоящих материалов и композитов, изготавливаемых по достаточно сложным литейно-деформационным технологиям, относительно недорогими металлами и сплавами с модифицированным поверхностным слоем, который, зачастую, ответственен за срок службы изделия и агрегата в целом. Совокупность планируемых результатов, имеющих приоритетный характер, составит научную основу для разработки новых конкурентоспособных ресурсосберегающих электронно-ионно-плазменных технологий, обеспечивающих существенное улучшение эксплуатационных характеристик различных деталей и узлов из металлов и сплавов широкого назначения, придание им новых свойств, недоступных для традиционных методов обработки, что определяет научную и практическую значимость предлагаемого проекта. Можно прогнозировать, что результаты, которые планируется получить при выполнении проекта, найдут применение практически во всех отраслях современной промышленности и, в первую очередь, в авиакосмической отрасли, атомной промышленности, в нефтегазодобывающем комплексе, в энергетической сфере, а также в медицине при разработке биосовместимых имплантов и современного мединструментария. Создаваемое на основе планируемых исследований новое поколение наукоемкого электрофизического автоматизированного оборудования будет иметь хороший импортозамещающий и экспортный потенциал. Результаты проведенных исследований создадут физические основы как нового поколения эффективного электронно-ионно-плазменного оборудования, так и технологических процессов целенаправленного инжиниринга поверхности, реализуемых с использованием этого оборудования. Разрабатываемые процессы являются экологически чистыми, так как проходят в вакууме, а синтезированные электронно-ионно-плазменными методами слои и покрытия при грамотном выборе элементного состава могут быть даже биосовместимыми. Таким образом, экологический аспект разрабатываемых методов заключается в полной вакуумной изоляции процессов, протекающих при модификации материала, что несомненно улучшит экологическую обстановку конкретного производства и окружающей среды в целом. Стоит отметить, что на поверхности создаются лишь тонкие (единицы-десятки микрометров) функциональные слои, поэтому вся основа деталей и инструмента может изготавливаться из дешевого легкообрабатываемого материала, за счет чего достигается значительное ресурсо- и энергосбережение. Прогнозируемые социально-экономические эффекты от использования продукции (услуг), созданной на основе результатов предлагаемого проекта, заключаются в улучшении качества жизни и здоровья работников производства, улучшении условий их труда, снижении энерго- и материалоёмкости, расширении сырьевой базы производства, более полном и комплексном использовании сырья и материалов. В развитых странах мира работы в этом направлении проводятся, однако ни в одном из известных исследовательских центров не имеется такого, как в ИСЭ СО РАН, сочетания оригинального электронно-ионно-плазменного оборудования, которое по совокупности основных параметров превосходит известные аналоги и позволяет реализовать новые процессы модификации поверхности материалов и изделий с кратным повышением их прочностных, а, соответственно, и эксплуатационных свойств. Важнейшим аспектом предлагаемого проекта является привлечение молодых сотрудников, численность которых в коллективе составляет около 80 %.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2017 году
1. Разработан и создан модернизированный блок электропитания на основе индуктивного накопителя, обеспечивающий стабильное зажигание и горение импульсного дугового контрагированного разряда в разрядной системе плазменного катода, работающего в составе электронного источника, генерирующего пучок с энергией электронов до 25 кэВ. Блок электропитания обеспечивает формирование импульсов тока разряда (с частотой следования (1-10) с-1) в широком диапазоне длительностей импульсов (20-350) мкс (при фронте импульсов менее 5 мкс) и амплитуды тока разряда (20-400) А. 2. В результате проведенных исследований разработан и создан модернизированный импульсный электронный источник и сменные катодные узлы для него, обеспечивающие получение импульсного электронного пучка при постоянном ускоряющем напряжении (5-25) кВ с длительностью импульсов тока пучка (20-350) мкс, амплитудой тока пучка до 400 А, максимальной энергией пучка за один импульс до ~2.8 кДж, максимальной плотностью энергии в импульсе ≥ 100 Дж/см2 при длительности импульсов 350 мкс и ≥ 20 Дж/см2 при длительности импульсов 30 мкс. Отличительной особенностью источника электронов является возможность независимой регулировки основных параметров пучка в указанных диапазонах. По совокупности основных параметров созданный электронный источник с сеточным плазменным катодом превосходит известные аналоги. 3. Проведены калориметрические измерения и получены результаты измерений энергии пучка для различных конфигураций разрядной системы, длительностей импульсов тока пучка и плотности энергии пучка. Получена плотность энергии электронного пучка 20 Дж/см2 для импульсов с длительностью тока пучка τ < 50 мкс (для импульсов с длительностью тока пучка 30-40 мкс). При максимальной длительности импульсов тока пучка τ = 350 мкс достигнут уровень плотности энергии ≥ 100 Дж/см2. 4. Определены необходимые условия получения электронного пучка с увеличенным (с 20 до 50 мм) рабочим диаметром и с использованием разработанной разрядной системы на основе многоканального контрагированного дугового разряда поведены эксперименты по выбору оптимальной конфигурации магнитного поля и положения коллектора для получения на нем максимального рабочего диаметра пучка при сохранении плотности энергии достаточной для импульсной поверхностной обработки материалов. На модернизированном электронном источнике, получен электронный пучок увеличенного размера, обеспечивающий диаметр зоны обработки (плавления) на образцах из нержавеющей стали ≥ 50 мм. 5. Для обеспечения высокой равномерности обработки значительного количества образцов в одной садке в плазме несамостоятельного дугового разряда низкого давления при реализации принципа электронно-ионно-плазменного (элионного) азотирования металлических материалов был разработан, изготовлен и запущен в эксплуатацию протяженный плазмогенератор на основе несамостоятельного дугового разряда с тремя накаленными и полым катодами «ПИНК-П», имеющий высоту выходной апертуры 60 см и обеспечивающий максимальный ток несамостоятельного дугового разряда 200 А. 6. С учетом размеров созданного плазмогенератора «ПИНК-П» протяжённой конструкции была разработана и изготовлена вакуумная камера объемом около 0,5 м3, имеющая 6 прямоугольных фланцев для установки диагностического оборудования и одного или нескольких источников плазмы «ПИНК-П» протяженной конструкции. 7. Для определения минимальных параметров системы электропитания, обеспечивающей реализацию режимов электронно-ионно-плазменного азотирования образцов при требуемой температуре проведены экспериментальные исследования. Было определено, что для достижения максимальной необходимой температуры азотирования образцов (760 °С) в электронно-ионно-плазменном режиме обработки при токе дугового разряда 100А, частоте следования импульсов переключения потенциала подложки 100 Гц и коэффициенте их заполнения 50% минимальное требуемое отрицательное напряжение смещения составляет 50 В, а при обработке только в ионном режиме при том же токе разряда требуется минимальное отрицательное напряжение смещения 700 В. В результате решения этой задачи было разработано техническое задание на изготовление источников электропитания плазмогенератора «ПИНК» протяженной и аксиально-симметричной конструкции, источника потенциального электрического смещения подложки и блока коммутации токов. В соответствии с ним изготовлены эти источники электропитания. В итоге проведенных исследований были разработаны конструкция, основные узлы и системы дополнительной лабораторной установки для электронно-ионно-плазменного азотирования металлических материалов. Дополнительная лабораторная установка для электронно-ионно-плазменного азотирования введена в эксплуатацию. 8. Осуществлено легирование титаном или медью поверхностного слоя технически чистого алюминия марки А7 по схеме «напыление/облучение» (количество циклов от 1 до 20; толщина пленки металла в одном цикле 0,5 мкм и 1 мкм). Установлено, что формирование поверхностных сплавов Al-Ti и Al-Cu сопровождается многократным повышением твердости и износостойкости модифицированного слоя. При легировании поверхностного слоя алюминия титаном путем плавления системы «пленка (титан) / (алюминий) подложка» максимальные значения механических и трибологических свойств достигаются при толщине пленки титана 0,5 мкм в условиях многоцикловой (20 циклов) обработки: твердость легированного слоя 2306 МПа, что превышает твердость алюминия марки А7 в ≈8,5 раза; коэффициент износа 2,9*10-4 мм3/(Н*м), что меньше коэффициента износа (выше износостойкость) исходного алюминия в ≈45 раза. Данный результат наблюдается при параметрах облучения 15 Дж/см2, 50 мкс, 10 имп.; толщина упрочненного слоя достигает 60 мкм. При легировании поверхности алюминия медью путем плавления системы «пленка (медь) / (алюминий) подложка» достигнута твердость поверхностного слоя 862 МПа, что в ≈3,2 раза выше твердости алюминия марки А7 (толщина пленки меди 1 мкм; параметры облучения 10 Дж/см2, 50 мкс, 3 имп.; один цикл обработки). Коэффициент износа данной системы достигает минимальной величины 0,2*10-2 мм3/(Н*м), что меньше коэффициента износа алюминия марки А7 в ≈6 раза при многоцикловой обработке (10 Дж/см2, 50 мкс, 30 имп., 5 циклов). Толщина упрочненного слоя достигает 40 мкм. Показано, что повышение твердости и износостойкости модифицированного слоя обусловлено формированием в системе Al-Ti алюминидов состава AlTi, Al3Ti, Al2Ti, TiAl3 и Al5Ti2. При 20-ти цикловой обработке (толщина пленки титана в цикле 0,5 мкм) выявлено создание сплошного алюминидного слоя толщиной 2,5 мкм, представленного фазами AlTi (53,3 масс.%), Al3Ti (36,6 масс.%) и Al5Ti2 (9,4 масс.%). Размеры частиц алюминидов не превышают 100 нм. Показано, что упрочняющими фазами модифицированного слоя в сплаве Al-Cu являются CuAl2 и Cu9Al4, Al2O3 и Сu2O. После 5 циклов обработки (толщина пленки меди в цикле 1 мкм) основной фазой поверхностного слоя остается твердый раствор на основе алюминия; относительное содержание меди ≈3 масс. %; максимальное (≈33 масс. %) количество упрочняющей фазы (алюминиды меди состава CuAl2 и Cu9Al4) выявлено при режиме облучения 10 Дж/см2, 50 мкс, 10 имп. 9. Облучение поверхности образцов титанового сплава ВТ6, изготовленного методами аддитивного производства, импульсным электронным пучком позволяет существенно снизить шероховатость (до 20 раз) и практически исключить пористость поверхностного слоя, увеличить прочность на разрыв (на 12%) и пластичность материала (на 10%). 10. Легирование образцов титанового сплава ВТ6, изготовленных методом аддитивного производства, в едином вакуумном цикле на установке «КОМПЛЕКС» путём осаждения тонкой плёнки Zr толщиной 2 мкм и последующего жидкофазного перемешивания с помощью импульсного электронно-пучкового воздействия позволяет значительно уменьшить шероховатость (до 20 раз) и практически исключить пористость поверхностного слоя, повысив его прочностные свойства (увеличение микротвёрдости на 40%) по сравнению с исходными образцами.

 

Публикации

1. Власов В.А., Иванов Ю.Ф., Иванова О.В., Клопотов А.А., Крысина О.В., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Толкачев О.С., Шугуров В.В. Структурно-фазовые состояния хромистой стали, модифицированной электронно-плазменными методами Модифицирование структуры и свойств перспективных материалов при внешних воздействиях / под общ. ред. А.И. Потекаева. – Томск: Изд-во НТЛ, 336 c., Гл. 8, С. 131-143 (год публикации - 2017).

2. Воробьёв М.С., Девятков В.Н., Коваль Н.Н., Сулакшин С.А. Formation and transportation of an intense submillisecond electron beam in a longitudinal magnetic field in the source with a mesh plasma cathode Russian Physics Journal, Vol. 60, No. 8, p.1386-1391 (год публикации - 2017).

3. Девятков В.Н., Коваль Н.Н. Плазменный сеточный катод на основе контрагированного дугового разряда низкого давления в неоднородном магнитном поле Известия Вузов. Физика, - (год публикации - 2017).

4. Девятков В.Н., Коваль Н.Н. Плазменный катод для формирования ленточного импульсного электронного пучка, транспортируемого в продольном магнитном поле Сборник материалов и докладов 2-ой Международной конференции «Электронно-лучевая сварка и смежные технологии», М.: Издательство МЭИ, 14-17 ноября 2017 г., Москва, Россия, С.161-174 (год публикации - 2017).

5. Девятков В.Н., Коваль Н.Н. Импульсный электронный источник с плазменным сеточным катодом и продольным магнитным полем для модификации поверхности материалов и изделий Известия Вузов. Физика, Т.60, №9 2017 С.44-48 (год публикации - 2017).

6. Денисов В.В., Ковальский С.С., Коваль Н.Н., Лопатин И.В., Островерхов Е.В., Щанин П.М. Ion current density distribution in a pulsed non-self-sustained glow discharge with a large hollow cathode IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, Volume 927, P. 012014 (1-5) (год публикации - 2017).

7. Иванов Ю., Шугуров В., Крысина О., Петрикова Е., Толкачев О. Degradation of nitride coatings in low-pressure gas discharge plasma AIP Conference Proceedings, V. 1909, P. 020074(1-4) (год публикации - 2017).

8. Иванов Ю.Ф., Иванова О.В., Крысина О.В., Петрикова Е.А., Толкачев О.С., Шугуров В.В. Электронно-ионно-плазменное модифицирование структуры и свойств титана Модифицирование структуры и свойств перспективных материалов при внешних воздействиях / под общ. ред. А.И. Потекаева. – Томск: Изд-во НТЛ, 336 c., Гл. 19, С. 303-321 (год публикации - 2017).

9. Иванов Ю.Ф., Клопотов А.А., Петрикова Е.А., Власов Ю.А., Кондратюк А.А. Phase Transformations During High-Speed Heat Treatment of the System "Carbide (M23C6)/(α-Fe) Matrix" AIP Conference Proceedings, Vol.1899, P. 030007(1-7) (год публикации - 2017).

10. Иванов Ю.Ф., Коваль Н.Н., Петрикова Е.А., Крысина О.В., Шугуров В.В., Ахмадеев Ю.Х., Лопатин И.В., Тересов А.Д., Толкачев О.С. Разработка физических основ комплексного электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности материалов и изделий Наукоемкие технологии в проектах РНФ. Сибирь / под ред. С.Г. Псахье, Ю.П. Шаркеева. – Томск: Изд-во НТЛ, 428 c., Гл. 1, С. 5-35 (год публикации - 2017).

11. Иванов Ю.Ф., Крысина О.В., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Шугуров В.В., Толкачев О.С. Complex electron-ion plasma treatment of titanium: methods, structure, properties High Temperature Material Processes, V. 21(1). – P. 53–64 (год публикации - 2017).

12. Иванов Ю.Ф., Крысина О.В., Петрикова Е.А., Шугуров В.В., Толкачев О.С., Тересов А.Д., Коваль Н.Н. Modification of the structure and properties of commercially pure titanium through nitriding and subsequent TiN coating deposition in a single vacuum cycle IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, Volume 857, P. 012013(1-5) (год публикации - 2017).

13. Иванов Ю.Ф., Крысина О.В., Толкачев О.С. Структура и свойства титана, подвергнутого комбинированной ионно-плазменной обработке Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. научных трудов. В 3 кн., Минск: ФТИ НАН Беларуси, Минск, 19-22 сентября 2017, Кн. 1. Материаловедение, С.95-102 (год публикации - 2017).

14. Коваль Т.В., Воробьев М.С., Коваль Н.Н., Хунг Нгуен Бао Generation, transport, and efficient extraction of a large cross-section electron beam into an air in an accelerator with a mesh plasma cathode Laser and Particle Beams, - (год публикации - 2018).

15. Коваль Т.В., Тересов А.Д., Москвин П.В., Чан Ми Ким Ан, Коваль Н.Н. Экспериментальное и численное исследование температуры поверхности титана при импульсном электронно-пучковом воздействии Материалы 12-ой Международной конференции «Взаимодействие излучений с твердым телом (ВИТТ 2017)», Минск: Изд. центр БГУ, Минск, 19-22 сентября 2017, С.458-460 (год публикации - 2017).

16. Крысина О., Петрикова Е., Шугуров В., Москвин П., Иванов Ю. Aluminum surface modification using electron-ion-plasma methods MATEC Web of Conferences, - (год публикации - 2018).

17. Крысина О.В., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Толкачев О.С. Комбинированная электронно-ионно-плазменная обработка титана: методы, структура, свойства Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. научных трудов. В 3 кн., Минск: ФТИ НАН Беларуси, Минск, 19-22 сентября 2017, Кн. 2 Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки, С.109-120 (год публикации - 2017).

18. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Игнатов Д.Ю., Ковальский С.С., Крысина О.В., Петрикова Е.А. Система для ионно-пучковой обработки поверхности на основе несамостоятельного тлеющего разряда с полым катодом Известия Вузов. Физика, - (год публикации - 2017).

19. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Петрикова Е.А., Крысино О.В., Игнатов Д.Ю Система для ионно-пучковой обработки поверхности на основе несамостоятельного тлеющего разряда с полым катодом Тезисы докладов XIII международной конференции «Газоразрядная плазма и её применение», 5-7 сентября 2017, Новосибирск, Россия, С. 96 (год публикации - 2017).

20. Тересов A.Д., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Крысина О.В. Модификация импульсным электронным пучком поверхности металлических изделий, полученных методом аддитивного производства Сборник материалов и докладов 2-ой Международной конференции «Электронно-лучевая сварка и смежные технологии», М.: Издательство МЭИ, 14-17 ноября 2017 г., Москва, Россия, С.229-237 (год публикации - 2017).

21. Тересов А.Д., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Коваль Н.Н. Structure and properties of VT6 alloy obtained by layered selective sintering of a powder Russian Physics Journal, Vol. 60, No. 8, p.1367-1372 (год публикации - 2017).

22. Тересов А.Д., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Крысина О.В., Коваль Н.Н. Финишная обработка титанового сплава ВТ6, полученного методами аддитивного производства и подвергнутого импульсному электронно-пучковому воздействию Известия Вузов. Физика, - (год публикации - 2017).

23. Тересов А.Д., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Крысина О.В. Surface modification of additive manufactured metal products by an intense electron beam IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, Volume 927, P. 012066(1-4) (год публикации - 2017).

24. Шугуров В.В., Коваль Н.Н., Девятков В.Н. Комплексная установка электронно-ионно-плазменного инжиниринга поверхности Современные методы и технологии создания и обработки материалов: сб. научных трудов. В 3 кн., Минск: ФТИ НАН Беларуси, Минск, 19-22 сентября 2017, Кн. 2 Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки, С.346-356 (год публикации - 2017).

25. Шугуров В.В., Прокопенко Н.А. Генерация аргон-кислородной плазмы в протяженном источнике c накалённым и полым катодом Известия Вузов. Физика, - (год публикации - 2017).

26. Шугуров В.В., Прокопенко Н.А. Генерация аргон-кислородной плазмы в протяженном источнике с накалённым и полым катодом Тезисы докладов XIII международной конференции «Газоразрядная плазма и её применение», 5-7 сентября 2017, Новосибирск, Россия, С. 150 (год публикации - 2017).


Аннотация результатов, полученных в 2018 году
1) Разработана, создана и настроена система визуализации распределения относительной плотности энергии по сечению электронного пучка в области его взаимодействия с обрабатываемыми материалами, выполненной на основе цифровой ПЗС-камеры. Разработаны, изготовлены и протестированы схемы электропитания и сопряжения для ПЗС-камеры, обеспечивающие ее сопряжение с оборудованием установки «КОМПЛЕКС». Разработаны и изготовлены элементы системы визуализации и протестирована работа системы для двух вариантов преобразования плотности энергии пучка в регистрируемое ПЗС-камерой оптическое излучение (конверторов излучения): на основе использования коллекторной и люминесцентной пластин; с использованием камеры-обскуры и люминесцентной пластины. 2) Проведены исследования радиальной однородности электронного пучка в области его взаимодействия с обрабатываемым материалом. Проведено сопоставление данных, полученных с использованием созданной системы визуализации с данными, полученными калориметрическим методом измерения. Показано, что в отличие от калориметрического метода, разработанная система визуализации распределения энергии по сечению пучка может более эффективно использоваться в случае получения информации не только о радиальном, но и азимутальном распределении. Предложены методы оценки геометрических параметров (размеров) пучка по получаемым ПЗС-камерой визуальным изображениям (с применением масштабной сетки, наложенной на пластину с люминофором, с помощью перфорированной пластины или массивного образца наложенных на тонкую мишень-коллектор). Проведена оценка применимости созданной системы визуализации с точки зрения определения рабочего диапазона по энергии электронов пучка и по пространственному разрешению получаемых распределений. Продемонстрирована возможность работы первого типа конвертора (с мишенью-фольгой) с электронным пучком, имеющим энергию электронов не менее 20 кэВ. Для работы конвертора второго типа (массивный коллектор и камера обскура) энергия электронов должна была быть не менее 25 кэВ. Показано удовлетворительное совпадение данных (отличие ≈ 10%) полученных калориметрическим методом с данными полученными с использованием созданной системы визуализации на основе конвертора первого типа при анализе общего вида распределения энергии по сечению пучка. Эксперименты по определению разрешающей способности системы выявили потерю мелких деталей (порядка 3-5 мм) на получаемых на люминофоре изображениях, что нужно учитывать при анализе распределений. Пространственное разрешение системы может быть улучшено сокращением расстояния между мишенью и флуоресцентным экраном. Второй вариант системы визуализации (на основе камеры-обскуры) более предпочтителен для анализа пучка электронов высокой интенсивности в реальных условиях плавления поверхности обрабатываемых образцов. Однако интенсивность полученного в этой конфигурации оптического изображения в десятки раз ниже, чем для первого варианта конвертора, что определяет необходимость внесения доработок в конструкцию конвертора второго типа. 3) Проведено тестирование созданной в результате реализации проекта лабораторной установки «КОМПЛЕКС», позволяющей реализовать в едином вакуумном цикле комплексную технологию электронно-ионно-плазменного азотирования многокомпонентных металлических поверхностей переменного по глубине химического состава, и созданной в 2017 году лабораторной установки «ЭЛИОН», позволяющей осуществлять насыщение поверхностного слоя металлов и сплавов в плазме газового разряда низкого давления в условиях нагрева материала электронной компонентой плазмы и его азотирования ионной и атомарной компонентами. Выявлены оптимальные режимы электронно-ионно-плазменного воздействия электронных пучков и потоков плазмы при приложении знакопеременного электрического поля на образцы из технического алюминия марки А7 с предварительно сформированным поверхностным сплавом на основе системы «алюминий – титан». Определены возможности и пути контроля характеристик получаемых слоев посредством управления основными параметрами физических процессов при воздействии на них электронных пучков и плазменных потоков в широком диапазоне физических величин. 4) Осуществлено формирование в едином вакуумном цикле на установке «КОМПЛЕКС» поверхностных сплавов системы Ti-Al путем синтеза системы «пленка (Ti, 0.5 мкм) / (А7) подложка» и последующего ее плавления интенсивным импульсным электронным пучком; выполнено насыщение сформированных таким образом поверхностных сплавов атомами азота в плазме газового разряда низкого давления при двух методах нагрева образцов: (1) ионами плазмы и (2) электронами плазмы. Установлено, что независимо от способа нагрева образцов при азотировании и количества циклов легирования относительное содержание титана в модифицированном слое снижается с увеличением плотности энергии пучка электронов. Показано, что при нагреве поверхностно легированных образцов алюминия ионами плазмы относительное содержание титана в поверхностном слое выше, чем при нагреве электронами и это различие усиливается при увеличении плотности энергии пучка электронов, используемых для формирования поверхностного сплава. Установлено методами рентгенофазового анализа, что независимо от способа нагрева образцов при азотировании основной упрочняющей фазой модифицированного слоя является интерметаллид Al3Ti, относительное содержание которого растет с увеличением количества циклов «напыления/облучения». Показано, что нагрев образцов электронной компонентой плазмы приводит к формированию нитридов алюминия AlN; при нагревании образцов ионами плазмы нитриды алюминия в модифицированном слое образцов методами рентгенофазового анализа не обнаружены. Выявлено методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии, что размер кристаллитов интерметаллида Al3Ti изменяется в пределах от 0.1 до 1 мкм. Наряду с зернами интерметаллида выявлены (в малом количестве) зерна алюминия и титана. В объеме зерен алюминия обнаружены частицы нитрида алюминия с размерами (10-20) нм. Показано, что при элионном азотировании атомы азота фиксируются по всей глубине (15-20 мкм) модифицированного слоя; концентрация их максимальна у поверхности образца и снижается по мере приближения к границе раздела модифицированного слоя с подложкой. При азотировании в условиях нагрева образцов ионами плазмы атомы азота выявляются преимущественно в тонком (1-2 мкм) поверхностном слое. Установлено, что независимо от способа нагрева образцов при азотировании (нагрев электронами или ионами плазмы) микротвердость сформированного слоя превышает микротвердость исходных образцов технически чистого алюминия А7 более чем в 25 раз, а твердость поверхностного сплава Ti-Al более чем в 3 раза. Режим формирования поверхностного сплава, показавшего максимальную твердость: 20 циклов «напыления/облучения электронным пучком» при параметрах обработки электронным пучком 10 Дж/см2; 50 мкс; 10 имп., азотирование при 540 °С, 8 час. Установлено, что по мере удаления от поверхности модифицирования твердость и модуль Юнга материала снижаются не зависимо от метода нагрева образцов при азотировании. Показано, что при нагреве образцов электронной компонентой плазмы (метод элионного азотирования) превышение износостойкости сформированного слоя над износостойкость образцом технически чистого алюминия А7 достигает 480 раз, а над поверхностным сплавом Ti-Al – в 10 раз. Режим формирования поверхностного сплава Ti-Al-N, показавшего максимальную износостойкость: 20 циклов «напыления/облучения электронным пучком» при параметрах обработки электронным пучком 10 Дж/см2; 50 мкс; 10 имп., азотирование при 540 °С, 8 час. В условиях нагрева образцов ионами плазмы износостойкость сформированного поверхностного слоя превышает износостойкость исходных образцов алюминия в 18,6 раз и ниже износостойкости поверхностного сплава Ti-Al – в 2,4 раза. Режим обработки, показавший максимальную износостойкость (минимальное значение параметра износа): 20 циклов «напыления/облучения электронным пучком» при параметрах обработки 20 Дж/см2; 50 мкс; 10 имп., азотирование при 540 °С, 8 час. Выявлены оптимальные режимы формирования износостойкого поверхностного сплава системы Ti-Al-N: толщина напыляемой пленки титана 0,5 мкм, плотность энергии пучка электронов 10 Дж/см2, длительность импульса пучка электронов 50 мкс, количество импульсов облучения 10, количество циклов «осаждение/плавление» 20, температура азотирования 540 °С, время азотирования 8 часов, нагрев образцов при азотировании электронной компонентой плазмы. В результате данной комплексной обработки износостойкость поверхностного слоя образца в 480 раз превышает износостойкость исходного технически чистого алюминия марки А7, а поверхностного сплава Ti-Al – в 10 раз. 5) Выполнен синтез толстых (> 6 мкм) защитных покрытий на основе системы TiCuN в монослойном и многослойном (TiCuN/Ti) исполнении на поверхности образцов технически чистого алюминия марки А7. Установлено, что для многократного увеличения твердости и износостойкости алюминия А7 при допустимых шероховатости и напряженном состоянии покрытий рациональным является осаждение вакуумно-дуговым методом с плазменным ассистированием при испарении Ti-12%Cu катода однослойного покрытия TiCuN толщиной до 6 мкм и многослойного покрытия системы TiCuN/Ti (hTiCuN = 1 мкм, hTi = 0.3 мкм) общей толщиной 6-15 мкм. Осаждение однослойного TiCuN покрытия приводит к увеличению твердости до 40 раз и износостойкости – до 80 раз по сравнению с исходным алюминием А7. Осаждение многослойного TiCuN/Ti покрытия приводит к увеличению твердости до 16 раз и износостойкости – до 60 раз. Все виды осажденных покрытий имеют столбчатую структуру с поперечными размерами столбиков ≈30 нм, состоящими из кристаллитов с размерами ≈7 нм. 6) Осуществлен синтез на поверхности образцов технически чистого алюминия марки А7 толстых (> 6 мкм) монослойных покрытий системы TiCuN в условиях дополнительного облучения импульсным электронным пучком. Показано, что относительно толстые (≥6 мкм) покрытия системы TiCuN, синтезированные комбинированным электронно-ионно-плазменным методом в многоцикловом режиме, существенно повышают твердость (до 10 раз) и износостойкость (до 27 раз) образцов технически чистого алюминия марки А7. Однако, получение толстых покрытий комбинированным электронно-ионно-плазменным методом, включающем чередующиеся операции осаждения твердого покрытия и электронно-пучковую обработку, не рационально для получения покрытий с толщиной более 6 мкм с высокими характеристиками. Комбинированный вид обработки приводит к формированию многослойной неравномерной по толщине структуры, характеризующейся большим количеством продольных микротрещин. 7) Осуществлен синтез в едином вакуумном цикле на установке «КОМПЛЕКС» сравнительно толстых (> 6 мкм) защитных моно- и многослойных покрытий на основе TiCuN на поверхности сплавов на основе алюминия с субмикро- и нанокристаллической структурой, сформированных путем импульсного плавления систем «пленка (Ti или Cu) / подложка (технически чистый алюминий марки А7)» при оптимальных режимах, выявленных в результате выполнения настоящего проекта в 2017 году. Установлено, что системами, обладающими максимальной твердостью (до 21.6 ГПа) и минимальным параметром износа ~10^-5 мм3/Н·м, являются многослойные покрытия TiCuN/Ti общей толщиной 8-13 мкм (hTiCuN = 1 мкм, hTi = 0.3 мкм), осажденные на алюминиевую подложку с поверхностным сплавом Ti-Al, сформированным за 20 циклов электронно-пучкового плавления системы «Ti пленка / Al подложка» при параметрах облучения: ES = 15 Дж/см2, τ = 50 мкс, N = 10 имп. в едином вакуумном цикле. 8) Осуществлен синтез в едином вакуумном цикле на установке «КОМПЛЕКС» относительно толстых (> 6 мкм) защитных моно- и многослойных покрытий на основе TiCuN на поверхности сплавов Ti-Al-N, сформированных при оптимальных режимах, выявленных в результате выполнения настоящего проекта в 2018 году. Выявлено, что лучшие свойства (высокая износостойкость, параметр износа 2.4·10^-4 мм3/Н·м) из систем «твердое покрытие на основе TiCuN / поверхностный сплав Ti-Al-N) подложка» имеет многослойное покрытие TiCuN/Ti общей толщиной 13 мкм (hTiCuN = 1 мкм, hTi = 0.3 мкм), осажденное на алюминиевую подложку с поверхностным сплавом Ti-Al, сформированным за 20 циклов электронно-пучкового плавления системы Ti пленка / Al подложка (ES = 10 Дж/см2, τ = 50 мкс, N = 10 имп.) и проазотированным по элионному режиму (t = 8 ч, pN2 = 0.6 Па, T = 540 °С, U = -250 В). Однако, характеристики алюминия после многоциклового формирования поверхностного сплава Ti-Al и элионного азотирования выше, чем для данной системы после нанесения покрытий на основе TiCuN, и такой вид комплексной обработки (формирование поверхностного сплава + элионное азотирование) является самодостаточным, приводит к существенному улучшению твердости и износостойкости поверхностного слоя алюминия А7 и не требует дополнительной финишной ионно-плазменной обработки, такой как нанесение покрытия. Совокупность экспериментальных результатов, полученных при выполнении проекта, дает основание заключить, что наиболее высоким сочетанием механических (микротвердость) и трибологических (износостойкость) свойств обладает композиция, синтезированная в едином вакуумном цикле на установке «КОМПЛЕКС», представленная многослойным покрытием TiCuN/Ti общей толщиной (8-13) мкм (h(TiCuN) = 1 мкм, h(Ti) = 0.3 мкм), осажденным на алюминиевую подложку с поверхностным сплавом Ti-Al, сформированным за 20 циклов электронно-пучкового плавления (ES = 15 Дж/см2, τ = 50 мкс, N = 10 имп.) системы «пленка (Ti, 0.5 мкм) / (A7) подложка». Микротвердость полученной композиции превышает микротвердость технически чистого алюминия марки А7 в 80 раз, поверхностного сплава Ti-Al в 9 раз, а поверхностного сплава Ti-Al-N (элионный режим азотирования) в 3 раза; износостойкость полученной композиции превышает износостойкость технически чистого алюминия марки А7 в 430 раз, поверхностного сплава Ti-Al в ≈10 раз и практически совпадает с износостойкостью поверхностного сплава Ti-Al-N (элионный режим азотирования). Метод и выявленные оптимальные режимы формирования композиции «пленка (TiCuN/Ti) / (поверхностный сплав Ti-Al) подложка» могут быть рекомендованы для использования в машиностроении и кораблестроении, авиакосмической, нефте- и газодобывающей отрасли и т.д.

 

Публикации

1. - От мягкого к твёрдому Журнал «Территория интеллекта», Журнал № 1 (февраль 2018 года) (год публикации - ).

2. Волокитин Г., Иванов Ю., Клопотов А., Тересов А., Шугуров В., Петрикова Е., Иванова О. Surface doping of steel with an intense pulsed electron beam Key Engineering Materials, Vol. 781, pp 95-100 (год публикации - 2018).

3. Воробьев М.С., Бакшт Е.Х., Коваль Н.Н., Тарасенко В.Ф., Дорошкевич С.Ю. Energy spectrum of the electron beam outputted into the atmosphere using an electron accelerator with a mesh plasma cathode 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 256 (год публикации - 2018).

4. Воробьёв М.С., Бакшт Е.Х., Коваль Н.Н., Тарасенко В.Ф., Дорошкевич С.Ю. Энергетический спектр электронного пучка большого сечения, генерируемый в ускорителе электронов с сетчатыми плазменным катодом Плазменная эмиссионная электроника. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2018. - 238 с., Труды VI Международного Крейнделевского семинара, 03-08 августа 2018 г., С. 106-113 (год публикации - 2018).

5. Воробьёв М.С., Девятков В.Н., Дорошкевич С.Ю., Коваль Н.Н., Сулакшин С.А. Реакция параметров дугового разряда на отбор электронов из эмиссионной плазмы в ускорителе электронов с сетчатым плазменным катодом Плазменная эмиссионная электроника. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2018. - 238 с., Труды VI Международного Крейнделевского семинара, 03-08 августа 2018 г., С. 50-57 (год публикации - 2018).

6. Воробьёв М.С., Тарасенко В.Ф., Бакшт Е.Х., Козырев А.В., Коваль Н.Н. Energy spectrum of an electron beam outputted into ambient air on an electron accelerator with a grid plasma cathode Proceedings of 20th International Symposium on High-Current Electronics (IEEE Xplore Digital Library), Tomsk, Russia, September 16 – 22, 2018, №8521216, pp. 209-213 (год публикации - 2018).

7. Девятков В.Н., Коваль Н.Н. Плазменные сеточные катоды на основе контрагированного дугового разряда для генерации импульсного интенсивного низкоэнергетического электронного пучка в плазмонаполненном диоде с продольным магнитным полем Плазменная эмиссионная электроника. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2018. - 238 с., Труды VI Международного Крейнделевского семинара, 03-08 августа 2018 г., С. 26-31 (год публикации - 2018).

8. Денисова Ю.А., Денисов В.В., Иванов Ю.Ф., Коваль Н.Н., Островерхов Е.В., Щанин П.М. Structure and properties of titanium after nitriding in a plasma of pulsed hollow cathode glow discharge IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V.1115, p. 032025(1-5) (год публикации - 2018).

9. Денисова Ю.А., Денисов В.В., Островерхов Е.В. Influence of ion-plasma nitriding on wear-resistance of Cr6VW die steel IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032024(1-4) (год публикации - 2018).

10. Денисова Ю.А., Денисов В.В., Островерхов Е.В., Иванов Ю.Ф., Коваль Н.Н., Щанин П.М. Structure and properties of titanium after nitriding in a plasma of pulsed hollow cathode glow discharge 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 329 (год публикации - 2018).

11. Денисова Ю.А., Денисов В.В., Островерхов Е.В., Прокопенко Н.А., Шугуров В.В. Influence of combined ion-plasma treatment on wear-resistance of die steel Cr6VW 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 328 (год публикации - 2018).

12. Дорошкевич С.Ю., Воробьёв М.С., Яковлев В.В. Stabilization of the pulse current in the electron accelerator with a grid plasma emitter IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 022017(1-5) (год публикации - 2018).

13. Дорошкевич С.Ю., Девятков В.Н., Коваль Н.Н., Воробьёв М.С., Яковлев В.В. Inductive energy storage for power supply of plasma cathodes on the basis of low pressure arc discharge 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 125 (год публикации - 2018).

14. Иванов Ю., Клопотов А., Потекаев А., Крысина О., Москвин П., Петрикова Е., Иванова О., Цветков Н., Толкачев О. Electron-ion-plasma doping of aluminum surface with copper and titanium - A comparative analysis of the formed structure and properties Key Engineering Materials, Vol. 781, pp 76-81 (год публикации - 2018).

15. Иванов Ю., Клопотов В., Клопотов А., Петрикова Е., Абзаев Ю., Иванова О., Тересов А. High chromium steel modification by the intense discrete electron beam: structure and properties Key Engineering Materials, Vol. 781, pp 64-69 (год публикации - 2018).

16. Иванов Ю., Коваль Н., Крысина О., Москвин П., Петрикова Е., Толкачев О. Multicycle surface alloying of aluminum with titanium: structure and properties Key Engineering Materials, Vol. 781, pp 131-136 (год публикации - 2018).

17. Иванов Ю., Крысина О., Москвин П., Петрикова Е., Иванова О., Толкачев О. Structure and phase composition of a Ti film–Al substrate system irradiated with an intense pulsed electron beam Key Engineering Materials, Vol. 781, pp 101-107 (год публикации - 2018).

18. Иванов Ю.Ф., Крысина О.В., Ахмадеев Ю.Х., Лопатин И.В., Петрикова Е.А., Тересов А.Д. Structure of high-chromium steel treated by a microsecond (50–450 μs) low-energy electron beam IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032029(1-4) (год публикации - 2018).

19. Иванов Ю.Ф., Москвин П.В., Петрикова Е.А., Крысина О.В., Иванова О.В., Клопотов А.А., Толкачев О.С., Петюкевич М.С., Какушкин Ю.А. Легирование алюминия медью в результате облучения системы «пленка (Cu)/(Al) подложка» интенсивным импульсным электронным пучком Фундаментальные проблемы современного материаловедения, Т. 15, №1, С. 114-122 (год публикации - 2018).

20. Игнатов Д.Ю., Лопатин И.В., Денисов В.В., Крысина О.В., Ахмадеев Ю.Х., Коваль Н.Н. Генерация плазмы в несамостоятельном тлеющем разряде с полым катодом для химико-термической обработки внутренней поверхности полостей протяжённой и сложной формы Плазменная эмиссионная электроника. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2018. - 238 с., Труды VI Международного Крейнделевского семинара, 03-08 августа 2018 г., С. 65-69 (год публикации - 2018).

21. Кислицин С.Б., Потекаев А.И., Углов В.В., Клопотов А.А., Клопотов В.Д., Иванов Ю.Ф., Парпиев А.Т. Steel surface TiCrN, TiMoN coatings structural phase state change features after low-energy alpha particles irradiation IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, V.289(1) pp. 012010(1-6) (год публикации - 2018).

22. Коваль Н.Н., Воробьёв М.С. Possible applications of the electron source with a wide-grid plasma cathode and the output beam into the atmosphere IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V.1089(1), pp. 012011(1-6) (год публикации - 2018).

23. Коваль Н.Н., Лопатин И.В., Крысина О.В., Ахмадеев Ю.Х., Игнатов Д.Ю., Рябчиков А.И., Сивин Д.О. Азотирование стали 40х в плазме несамостоятельного дугового разряда с накаленным катодом при импульсном ионном воздействии Плазменная эмиссионная электроника. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2018. - 238 с., Труды VI Международного Крейнделевского семинара, 03-08 августа 2018 г., С. 122-125 (год публикации - 2018).

24. Коваль Т.В., Тересов А.Д., Чан Ми Ким Ан, Москвин П.В. Экспериментальное и численное исследование импульсного воздействия электронного пучка на металлические мишени Плазменная эмиссионная электроника. – Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2018. - 238 с., Труды VI Международного Крейнделевского семинара, 03-08 августа 2018 г., С. 76-81 (год публикации - 2018).

25. Королев Ю.Д., Коваль Н.Н. Low-pressure discharges with hollow cathode and hollow anode and their applications Journal of Physics D: Applied Physics, V.51(32), pp. 323001(1-21) (год публикации - 2018).

26. Крысина О.В., Иванов Ю.Ф., Ахмадеев Ю.Х., Лопатин И.В., Петрикова Е.А., Толкачев О.С. Formations of wear-resistant extended layers by combined electron-ion-plasma treatment on the surface of aluminium IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032039(1-4) (год публикации - 2018).

27. Крысина О.В., Иванов Ю.Ф., Ахмадеев Ю.Х., Москвин П.В., Петрикова Е.А. Formations of wear-resistant extended layers by combined electronion-plasma treatment on the surface of aluminum 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 368 (год публикации - 2018).

28. Крысина О.В., Шугуров В.В., Прокопенко Н.А. Синтез многослойных покрытий вакуумно-дуговым плазменно-ассистированным методом Вакуумная техника и технологии - 2018: труды 25-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. 5-7 июня 2017 г. / под ред. д-ра техн. наук А.А. Лисенкова.- СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2018. - 384 С., С. 329-332 (год публикации - 2018).

29. Леонов А.А., Кужичкин Е.Е., Шугуров В.В., Тересов А.Д., Калашников М.П., Петюкевич М.С., Полисадова В.В., Иванов Ю.Ф. Structure and properties of the surface layer of «Ti/SiC-ceramic» system irradiated by low-energy pulsed electron beam IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032040(1-6) (год публикации - 2018).

30. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Игнатов Д.Ю., Коваль Н.Н., Петрикова Е.А. Ion-beam chemical-thermal treatment of aluminum IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032044(1-4) (год публикации - 2018).

31. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Игнатов Д.Ю., Коваль Н.Н., Петрикова Е.А. Ion-beam chemical-thermal treatment of aluminum 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 311 (год публикации - 2018).

32. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Игнатов Д.Ю., Ковальский С.С., Петрикова Е.А. System for deposition of diamond like a-C:H films in Ar-C2H2 plasma with ion beam assistance IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, V.387(1). p. 012047(1-5) (год публикации - 2018).

33. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Коваль Н.Н., Петрикова Е.А. AISI 5140 steel nitriding in a plasma of a non-self-sustaining arc discharge with a thermionic cathode under the pulse action of ions 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 309 (год публикации - 2018).

34. Лопатин И.В., Ахмадеев Ю.Х., Коваль Н.Н., Петрикова Е.А. AISI 5140 steel nitriding in a plasma of a non-self-sustaining arc discharge with a thermionic cathode under the pulse action of ions IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032042(1-5) (год публикации - 2018).

35. Островерхов Е.В., Денисов В.В., Денисова Ю.А., Коваль Н.Н. Лопатин И.В. Non-self-sustained low-pressure glow discharge for nitriding steels and alloys IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, V.387(1). p. 012056(1-4) (год публикации - 2018).

36. Петрикова Е.А., Иванов Ю.Ф. Mechanisms for the strengthening of silumins 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 344 (год публикации - 2018).

37. Петрикова Е.А., Иванов Ю.Ф. Silumin strengthening mechanisms IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032050(1-5) (год публикации - 2018).

38. Прокопенко Н.А., Крысина О.В., Шугуров В.В. Напыление многослойных покрытий вакуумно-дуговым методом Сборник тезисов, материалы Двадцать четвертой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-24, Томск): материалы конференции, тезисы докладов: В1. Т.1 – Екатеринбург –Томск: издательство АСФ России, 2018., 31 марта-07 апреля 2018 г., С.197-198 (год публикации - 2018).

39. Рыгина М.Е., Иванов Ю.Ф., Ласковнев А.П., Тересов А.Д., Черенда Н.Н., Углов В.В., Петрикова Е.А. Hypereutectic silumin modification by ion-electron-plasma method IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series, V. 1115, p. 032054(1-5) (год публикации - 2018).

40. Рыгина М.Е., Иванов Ю.Ф., Ласковнев А.П., Тересов А.Д., Черенда Н.Н., Углов В.В., Петрикова Е.А., Крысина О.В. Modification of hypereutectic silumin by ion-electron-plasma method Key Engineering Materials, Vol. 769, pp 54-59 (год публикации - 2018).

41. Тересов A.Д., Иванов Ю.Ф., Москвин П.В., Петрикова Е.А., Крысина О.В., Коваль Н.Н. Электронно-ионно-плазменная модификация поверхности металлических образцов, изготовленных методом аддитивного производства Междисциплинарные проблемы аддитивных технологий – Томск : Изд-во Томского политехнического университета. – 113 с., Материалы III Всероссийского научного семинара с международным участием [Электрон. текстовые дан.] ; Томский политехнический университет.С. 82-89 (год публикации - 2018).

42. Тересов А., Коваль Т., Москвин П., Чан Ми Ким Ан, Коваль Н. Dynamics of surface heating and quenching of titanium by a submillisecond intense electron beam Key Engineering Materials, Vol. 781, pp 82-87 (год публикации - 2018).

43. Тересов А.Д., Коваль Т.В., Москвин П.В., Чан Ми Ким Ан, Коваль Н.Н. High-speed surface temperature measurement in Ti-coated aluminum during electron beam irradiation Proceedings of 20th International Symposium on High-Current Electronics (IEEE Xplore Digital Library), Tomsk, Russia, September 16 – 22, 2018, №8521186, pp. 10-14 (год публикации - 2018).

44. Тересов А.Д., Коваль Т.В., Москвин П.В., Чан Ми Ким Ан, Коваль Н.Н. Measurement of the temperature of aluminum with a titanium coating in a high-speed pulse of an electron beam 6th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2018): Abstracts. - Tomsk: TPU Publishing House, 2018. - 675 pp., p. 44 (год публикации - 2018).

45. Тересов А.Д., Шугуров В.В., Девятков В.Н., Коваль Н.Н., Иванов Ю.Ф. Electron-ion-plasma equipment for surface modification of materials Electrotechnica & Electronica (E+E), Vol. 53. No. 7-8. pp. 171-176 (год публикации - 2018).

46. Чумакова Л.С., Тересов А.Д. Электронно-пучковая модификация структуры и свойств поверхности образцов титанового сплава BT6, изготовленного методом аддитивного производства Сборник тезисов, материалы Двадцать четвертой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (ВНКСФ-24, Томск): материалы конференции, тезисы докладов: В1. Т.1 – Екатеринбург –Томск: издательство АСФ России, 2018., 31 марта-07 апреля 2018 г., С. 206-207 (год публикации - 2018).