Генерация пучков заряженных частиц и потоков низкотемпературной плазмы на основе дугового и тлеющего разрядов, в том числе в экстремальных условиях функционирования, для пучково-плазменной модификации материалов

Целью проекта является исследования физических процессов в ряде систем тлеющего и дугового разрядов, в том числе в экстремальных условиях их функционирования, обеспечивающих в этих условиях генерацию электронных пучков, ионных пучков и потоков плазмы с параметрами в наиболее полной мере отвечающее потребностям развития процессов пучков-плазменной модификации материалов. Объектом исследования будут являться разряды с полым катодом с инжекцией электронов, планарные магнетронные разряды в режиме работы в области предельно низких давлений, вплоть до полного вакуума, с катодом из низко проводящего материала, сильноточные дуговые разряда в сильном магнитном поле, обеспечивающие генерацию плотной плазмы многозарядных ионов металлов, плазмо-оптические системы формирования интенсивных ионных и электронных пучков, импульсные разряды атмосферного давления для генерации «холодной» плазмы. Планируется провести исследование влияния параметров процесса безводородного азотирования, азотирования с активным экраном и цементации крупногабаритных изделий на характеристики поверхностного слоя; детально исследовать процесс комбинированного магнетронного распыления импульсами высокой мощности и среднечастотными импульсами и его применение для получения нанокомпозитных покрытий на основе нитридов и карбидов металлов; расширить знания о процессе высокочастотного распыления диэлектрических материалов; получить дополнительные сведения о свойствах кремний-углеродных плёнок (а-С:Н:SiOx), полученных в плазме несамостоятельного дугового разряда с накальным катодом; разработать новые конструкции источников электропитания, позволяющие повысить эффективность и производительность технологий импульсной ионно-плазменной обработки материалов. Будет уделено генерации однородной плазмы в больших вакуумных объемах, разработке физических основ технологии модифицирования поверхности путем формирования градиентных многоэлементных многофазных нано- и субмикроструктурированных поверхностных слоев и покрытий.