Регистрация / Вход
Прислать материал

Создание электронно-лучевых вневакуумных систем с плазменным эмиттером и разработка на их основе пучковых технологий получения композиционных нанопорошков для электронно - лучевой наплавки износо- коррозионно- и жаростойких покрытий и конструирования трехмерных изделий методами послойного спекания.

Докладчик: Ремпе Николай Гербертович

Должность: Профессор кафедры физики

Цель проекта:
Цель проекта: Разработка электронно-лучевого оборудования на базе пушек с плазменным эмиттером для вывода пучка в атмосферу. Создание на основе этого оборудования вневакуумных пучковых технологий получения металлических нанопорошков, износо- коррозионно- и жаростойких покрытий и трехмерных изделий послойным спеканием металлических порошков. Задачи проекта: - изучить характеристики сфокусированных электронных пучков при их транспортировке в газодинамических и плазмонаполненных каналах; - разработать принципы построения и конструкцию макета пушки и выводных окон для транспортировки пучка в атмосферу; - разработать общие принципы и определить область параметров электронной пушки для вневакуумных технологий получения композиционных нанопорошков; - разработать общие принципы и определить область параметров электронной пушки для создания вневакуумных технологий электронно-лучевой наплавки покрытий с применением полученных нанопорошков; - разработать общие принципы вневакуумных технологий создания трехмерных изделий методами послойного спекания порошковых материалов. Конечный продукт: макет электронно-лучевой системы на базе пушки с плазменным эмиттером для формирования сфокусированного пучка в атмосфере; описание подходов (общих принципов реализации) к технологиям нанесения покрытий с заданными свойствами и получения трехмерных изделий методами послойного спекания порошковых материалов.

Основные планируемые результаты проекта:
Планируется получить следующие основные результаты:
-создать элементы теории высоковольтной эмиссии электронов из плазмы в газонаполненный промежуток с высоким градиентом электрического поля;
- изучить вопросы взаимодействия интенсивных электронных пучков с плазмой в плазмонаполненных каналах транспортировки пучков в область с атмосферным давлением;
- создать макет электронно-лучевой вневакуумной системы с плазменным эмиттером для технологического применения;
- реализовать с применением созданного оборудования подходы к технологии получения металлических нанопорошков в газе промежуточного давления и в атмосфере, получить образцы порошков;
- разработать подходы к технологии электронно-лучевой наплавки покрытий с заданными свойствами в атмосфере и получить образцы покрытий;
- разработать общие подходы к созданию трехмерных изделий методами послойного спекания порошковых материалов вне вакуума и получить образцы изделий.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Электронно-лучевые вневакуумные системы с плазменным эмиттером предназначены для применения в индустрии получения нанопорошков. Системы могут использоваться в машиностроении, авиастроении, ядерной промышленности и других производствах. Способ использования - оборудование для сварки и резки металлов.
На базе этого же оборудования в рамках проекта будут созданы подходы (общие принципы) к технологии вневакуумной электронно-лучевой наплавки покрытий на различные, в том числе конструкционные стали. Потребность в таких технологиях имеется в перечисленных отраслях промышленности для повышения эксплуатационных характеристик широкого класса изделий, узлов и агрегатов, а также в производствах восстановления изношенных изделий.
С использованием создаваемого оборудования, а также на основе технологий электронно-лучевой наплавки будут разработаны общие принципы технологий создания трехмерных металлических изделий методами послойного спекания порошковых материалов вне вакуума (атмосферные ЕВМ - технологии). Применение этих технологий особенно актуально в авиакосмической, медицинской промышленности.
Предварительные оценки показывают, что результатом реализации проекта в технической его части будет развитие научно-технического направления по созданию электронно-лучевого оборудования для технологических операций вне вакуума. Кроме того, технологическая часть проекта позволит впервые реализовать при атмосферном давлении низковольтные технологии электронно-лучевой наплавки покрытий и создания трехмерных металлических изделий методами послойного спекания порошковых материалов, что может рассматриваться как новое технологическое направление.
Параллельно с работой над проектом выполняются мероприятия по привлечению будущих потребителей оборудования. Так, в октябре 2014г. проведена серия совещаний с руководителями ОАО «ИЖОРСКИЕ ЗАВОДЫ», входящих в состав Объединенных машиностроительных заводов (Группа Уралмаш - Ижора). В ноябре 2014г. состоялась презентация разрабатываемого оборудования на конференции представителей машиностроительного бизнеса Австрии.
Работы по проекту уже на первой стадии выполняются совместно с партнерами из Ганноверский университет им. Лейбница (Германия) в рамках международного сотрудничества, на основе Соглашение о сотрудничестве между Томским государственным университетом систем управления и радиоэлектроники и университетом им. Лейбница. В дальнейшем предполагается значительно расширить это сотрудничество, привлекая к работам не только университет, но и промышленные фирмы Германии и Австрии.

Текущие результаты проекта:
К настоящему времени в основном завершена работа по анализу научной, научно-технической, конструкторской, патентной литературы и других информационных источников по теме проекта.
Разработаны технические задания на изготовление нестандартных специализированных устройств.
Разработана эскизная конструкторская документация и изготовлена разрядная камера макета высоковольтной пушки с плазменным эмиттером.
В основном проведены модельные расчеты условий формирования электронного пучка в пушке.
Совместно с индустриальным партнером проекта проводится материально-техническое обеспечение работ.