Физико-химические основы лазерно-плазменного метода направленного синтеза высокотвердых покрытий

Объекты исследования: процессы, происходящие при лазерно-плазменном воздействии на металлы и газовые потоки с добавкой прекурсоров в виде паров и микрочастиц исходных элементов, а также характеристики и свойства полученных нано- и микроструктур. Цель: разработка физико-химических основ лазерно-плазменного метода направленного синтеза функциональных наноструктурированных материалов и покрытий с новыми свойствами; развитие возможностей метода и экспериментальное подтверждение перспективности разработки эффективных лазерно-плазменных нанотехнологий получения материалов для применений в химии, электронике, фотонике, машиностроении и производстве инструмента. Представлены результаты исследований, проводимых в 2016 г. в ИЛФ СО РАН совместно с ИНХ СО РАН, направленных на развитие методов лазерно-плазменной модификации и лазерно-плазменного синтеза (ЛПС) наноструктурированных материалов и покрытий на основе оптического пульсирующего разряда. Для управления глубиной залегания имплантированных ионов и качеством обрабатываемой поверхности разработан и изготовлен СВЧ-модуль с технологической головкой, обеспечивающей эффективный ввод в лазерную плазму энергии от внешнего СВЧ-источника. Разработан новый процесс химического осаждения из газовой фазы покрытий нитрида углерода с помощью пульсирующей лазерной плазмы. Синтезирована новая модификация кубического нитрида углерода со структурой шпинели (sp. Gr.-Fd-3m, а = 8.3342А). Проведён анализ свойств массивов ориентированных углеродных нанотрубок на медной подложке, полученных методом ЛПС, длиной ~ 10 - 20 мкм и диаметром ~ 70 нм, со скоростью обработки поверхности 2,5 - 20 см²/мин.