Сегодня - 19.04.2019

Разработка сибирских ученых спасет от износа детали машин и кардионасосы для пациентов

21 января 2019
 
Источник: РИА Новости
 
Специалисты Томского политехнического университета и Института сильноточной электроники СО РАН усовершенствовали метод плазмохимического осаждения нового класса алмазоподобных покрытий, эффективных при применении в разных отраслях промышленности и биомедицины. Результаты исследования опубликованы в журнале «Surface & Coatings Technology».
 
Пленки гидрогенизированного углерода, легированного кремнием и кислородом (структура a-C:H:SiOx), — новый класс алмазоподобных покрытий. Как следует из названия, ценность таких покрытий связана с их способностью обеспечивать некоторые из свойств алмаза (твердость, износостойкость и гладкость) на поверхности практически любого материала.
 
Ученые считают такие пленки крайне перспективными за счет высоких механических свойств, химической инертности, биосовместимости и хорошей оптической прозрачности в инфракрасных спектральных диапазонах. Они могут применяться для увеличения абразивной износостойкости материала и использоваться при изготовлении деталей станков, двигателей суперсовременных автомобилей или имплантированных насосов человеческого сердца.
 
Для нанесения этих пленок на детали обычно применяется метод плазмохимического осаждения с использованием высокочастотного разряда. Специалисты ТПУ и Института сильноточной электроники СО РАН исследовали, как условия формирования пленок влияют на их механические свойства, и предложили новый подход, позволяющий улучшить метод плазмохимического осаждения.
 
«Мы осаждали пленки в несамостоятельном дуговом разряде с накальным катодом. Разряд питался постоянным током, а для изменения свойств получаемых пленок на подложку подавалось импульсное среднечастотное (~100 кГц) биполярное напряжение смещения», — рассказал доцент кафедры экспериментальной физики ТПУ Андрей Соловьев. По его словам, такой подход позволяет уменьшить стоимость источника электропитания и преодолеть ограничения мощности разряда и размера обрабатываемых изделий.
 
Исследователи подтвердили эффективность метода на практике, нанеся пленки на титановые элементы дисковых насосов для механической поддержки сердца. Это уменьшило шероховатость и коэффициент трения деталей кардионасоса и снизило опасность для кровотоков.
 
В ходе исследования, ученые также подробно изучили твердость, модуль упругости, индексы пластичности и сопротивления пластической деформации полученных пленок.
 
«Мы показали, что физико-механические свойства пленок сильно зависят от условий их осаждения — давления рабочего газа и параметров напряжения смещения подложки — и могут регулироваться в широком диапазоне», — сообщил Андрей Соловьев.
 
По мнению авторов, результаты исследования имеют особое значение для промышленности, поскольку позволят повысить устойчивость к износу деталей различных механизмов, в том числе, автомобилей.
 
Голосов еще нет
Поделись с друзьями: 

Система Orphus