"Разработка, сборка, тестирование прототипа установки магнетрон-плазменного напыления слоя халькогенидного стекла и разработка технологии напыления покрытий из халькогенидного стекла на CVD-алмазы." (договор №3536ГС3/15988 от 10.04.2020)

Отчет содержит 70 с., 29 рис., 2 таблицы, 7 приложений, 2 части, 6 источников. Ключевые слова: магнетронное напыление, халькогенидное стекло, CVD-алмаз, иммерсионное покрытие, послойное нанесение. Целями проекта являются - Разработка прототипа установки магнетрон-плазменного напыления слоя халькогенидного стекла. - Разработка узла вакуумного ввода испарителей. - Изготовление элементов прототипа установки магнетрон-плазменного напыления слоя халькогенидного стекла. - Сборка прототипа установки магнетрон-плазменного напыления слоя халькогенидного стекла. - Тестирование прототипа установки магнетрон-плазменного напыления слоя халькогенидного стекла. - Разработка технологии напыления покрытий халькогенидного стекла на CVD-алмазы. - Исследование скорости испарения халькогенидного стекла. - Сравнительная оценка методов нанесения (термическое испарение, магнетронное испарение, термопрессование) халькогенидного стекла на шероховатую поверхность CVD-алмазов. Все цели и задачи проекта выполнены в полном объеме в соответствии с техническим заданием и календарным планом. Разработанная технология напыления покрытий из халькогенидного стекла на шероховатую поверхность CVD-алмазов позволяет проводить послойное нанесение иммерсионного покрытия на прототипе установки магнетронно-плазменного напыления. Технология позволяют исключить методы постростовой механической, лазерной и химической обработки шероховатой поверхности алмазов для проведения объемной визуализации дефектов и включений в синтетический CVD-алмаз. Разработанный прототип установки магнетронно-плазменного напыления имеет 2 магнетрона, в качестве рабочей среды имеет газ аргон, обеспечиваемая глубина вакуума составляет не менее 10-3 мм.рт.ст., объем рабочей камеры 0,023 л3, габаритные размеры установки составляют 1400х1598х450 (ШхВхГ) мм. Результаты проекта имеют высокую практическую значимость для отечественной и зарубежной ювелирной и алмазообрабатывающей промышленности. Также разработанная технология имеет перспективы для использования при изготовлении некоторых оптоэлектронных устройствах, использующих уникальные спектральные характеристики алмаза. За один цикл напыления халькогенидного иммерсионного покрытия (суммарное время – около 1 часа) могут быть обработаны более 800 камней по 0,5 карата (итого 400 карат) (стоимость работ с учетом расходных материалов 20 000 за цикл), рыночная стоимость абразивной обработки (шлифовка, обточка, полировка) шероховатой поверхности алмаза составляет от 1000 руб/карат. Стоимость работ с использованием разработанной технологии, в расчете на один карат веса алмаза, приблизительно в 20 раз меньше. Таким образом, технология является конкурентоспособной, а использование прототипа установки магнетронно-плазменного напыления - экономически обоснованным для внедрения в технологическую цепочку операций на предприятиях алмазообрабатывающей отрасли. Логичным развитием технологии является ее модификация для формирования иммерсионного покрытия для других драгоценных камней: александрит, изумруд, эвклаз, хризоберилл, рубин. Также, на базе разработанной вакуумной системы возможно укрупнение установки – использование двух рабочих камер с двумя магнетронами в каждой камере. Значимость проекта оценена индустриальными партнерами и проявляется в их активном сотрудничестве и внедрении результатов на производстве. D 2021 г. пройдет внедрение прототипа установки магнетронного напыления на крупнейшем российском ювелирном заводе ООО «Ювелит» г. Кострома, выпускающего продукцию под торговой маркой SOKOLOV. В ходе реализации проекта создано два секрета производства: - Способ измерения показателя преломления иммерсионных сред на основе халькогенидных стекол с показателем преломления близким к алмазу, регистрационный номер: 621030900128-4; - Научно-технический отчет по научно-исследовательской работе "Разработка, сборка, тестирование прототипа установки магнетрон-плазменного напыления покрытий из халькогенидного стекла на CVD-алмазы", а также следующие приложения к нему: "рабочая конструкторская документация, функциональная и электрическая схемы", регистрационный номер: 621021100128-0;