Вадим Дудченко
Администратор портала

Российские ученые создали установку, позволяющую покрыть слоем металла даже проволоку, толщина которой не превышает толщину волоска. С. Афанасенко Магнетронная станция

Ученые нашли способ покрыть металлическим напылением даже те поверхности, которые раньше были недостижимы

В физике элементарных частиц важной задачей при создании детекторов является покрытие различных пластиковых волокон и металлических проволок (диаметрами от нескольких десятков микрон и больше) тонким слоем заданного металла. Наиболее распространенная в мире технология «гальваники» не подходит как для непроводящих волокон, так и для тонких металлических проволок из-за интенсивной эрозии, которая происходит из-за используемых химических реактивов. Технология магнетронного разряда, при которой сквозь область разряда протягивается покрываемое волокно (или проволока), позволяет обойти эти сложности. Поэтому в ИЯФ СО РАН была создана опытная установка магнетронного напыления металлических покрытий на проволоки и волокна. К настоящему моменту произведена металлизация десятков километров оптоволокна.

Технология магнетронного распыления металлов может быть востребована при создании дрейфовой камеры детектора для электрон-позитронного коллайдера Супер С-тау фабрика — мегасайенс проекта ИЯФ СО РАН. «Для разработки и производства дрейфовой камеры, — пояснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН, кандидат физико-математических наук Александр Попов, — очень интересны металлизированные углеродные волокна, которые сочетали бы весовые и прочностные свойства углеволокна со свойствами проводящих металлических проволок. Также в мире очень остро стоит проблема золочения тонких алюминиевых проволок для получения химической стойкости и возможности крепежа (пайки проволок)».

С 2018 года в ИЯФ СО РАН ведется разработка матричного регистратора рентгеновского излучения с высоким разрешением, в котором для переноса светового сигнала от кристаллов сцинтилляторов до фотоприёмника используются оптические волокна, склеенные в матрицу. Увеличение контрастности регистрируемого изображения тесно связано со светоизоляцией элементов детектора. Существует несколько методов светоизоляции в подобных системах, например, использование красок или кембриков, что неприменимо в конструкции регистратора из-за сильного увеличения диаметра оптоволокна. В связи с этим, по словам аспиранта ИЯФ СО РАН Сергея Афанасенко, было принято решение наносить алюминиевое покрытие (до 50 нм) методом магнетронного распыления металлов на поверхность оптоволокна. Для этой задачи в ИЯФ СО РАН был создана опытная установка для распыления алюминия с производительностью 10 км в неделю. Размеры установки — 1,2 метра в длину и 1 метр в высоту, а вес составляет несколько сотен килограмм. Она состоит из цилиндрического магнетрона, системы протяжки волокон (несколько сотен метров за цикл работы), системы для получения вакуума и напуска рабочего газа.

По словам разработчиков, тесты напылённого оптоволокна дали положительный результат, переход света был значительно подавлен, при этом светопередающие свойства волокна не нарушены.

Разработанная в ИЯФ СО РАН станция является перспективной для применения в различных областях ядерной физики и ядерных технологий. Александр Попов также отметил, что несмотря на плюсы технологии, она требует дальнейшей отработки. Например, для тонких проволок (до 60 микрон) пока не до конца решена проблема перегрева. В случае ее решения, учёные ИЯФ СО РАН получат широкие возможности по созданию проволок и волокон с многослойными покрытиями из большого набора материалов для обеспечения требуемых свойств поверхностей.

Материал предоставлен пресс-службой ИЯФ СО РАН

 



Актуальные новости

  • Сутки
  • Неделя
  • Месяц