Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка промышленных технологий производства кристаллических материалов фотоники УФ диапазона и универсальных модулей на их основе для монофотонных приборов

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.523.12.3004
Организация
ЗАО "НТЦ "Реагент"
Руководитель работ
Калинин Александр Петрович

Создание новых кристаллов на основе сульфатов переходных металлов и неорганических фторидов для оптических фильтров УФ-диапазона. Создание универсальных модулей монофотонных приборов на базе этих материалов (шумоподавление – 10-15, временное разрешение – 150 пикосекунд, частотно-контрастная характеристика – 50 пар линий/мм). Разработка технологий и подготовка мелкосерийного производства кристаллов диаметром не менее 40 мм, эпитаксиальных композиций на их основе и универсальных модулей для монофотонных приборов.

Этапы проекта

1
06.08.2007 - 30.09.2007
В соответствии с частью 2 ТЗ:
- разработаны методы очистки солей сульфатов. Произведены анализ примесного состава солей и измерения коэффициентов распределения основных примесей;
- выполнено выращивание экспериментальной партии кристаллов сульфата цезия-никеля (CNSH);
- выполнено выращивание экспериментальной партии кристаллов неорганических фторидов (НФ) LiYbF4 и BaYb2F8, легированных редкоземельными элементами (РЗЭ);
- подобраны абразивные материалы для полировки кристаллов сульфатов переходных металлов (СПМ);
- выполнено выращивание экспериментальной партии кристаллов сульфатов калия-никеля (KNSH) и калия-кобальта (KCSH);
- выполнено выращивание экспериментальных образцов эпитаксиальных композиций на основе кристаллов KNCH-KCSH;
-разработан стенд для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности;
- проведены маркетинговые исследования и заключены контракты на поставку спецоборудования для сборки стенда для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности.
В соответствии с частью 3 ТЗ:
- проведен анализ научно-технической документации по фазовым равновесиям в системах с СПМ;
- выявлены проблемы в части легирования кристаллов СПМ и выработки предложений по их решению;
- определены и сформулированы возможные направления решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и произведена их сравнительная оценка;
- осуществлен выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач;
- разработаны методики экспериментальных исследований фазовых равновесий;
- произведена подготовка испытательных стендов (установок);
- составлен научно-технический отчет по проведенным исследованиям.
В соответствии с частью 4 ТЗ:
- разработана комплектность представляемых документов и согласована с Заказчиком.
- рассмотрены и выполнены варианты возможных решений, для универсальных модулей монофотонных приборов и их конструкторская проработка с присвоением документам литеры "Э";
-разработан и изготовлен стенд комплексного изучения характеристик УФ фильтров;
-разработан и изготовлен стенд комплексного исследования характеристик объективов УФ диапазона;
-разработан и изготовлен комплексный стенд для исследования характеристик узлов монофотонных фотоприемников;
-разработан и изготовлен стенд комплексного исследования характеристик оптико-электронной системы;
- изготовлены и испытаны макеты модулей с целью проверки принципов их работы;
- разработаны и обоснованы технические решения, направленные на обеспечение показателей надежности, установленных техническим заданием.
Развернуть
2
01.10.2007 - 31.12.2007
Результаты работы:
1. Выращена экспериментальная партия кристаллов гексагидрата сульфатов никеля.
2. Разработаны Технологические инструкции выращивания кристаллов NSH, KNSH, KCSH.
3. Разработаны и изготовлены элементы лабораторного стенда для отработки технологии роста кристаллов.
4. Проведены патентные исследования.
В соответствии с частью 3 ТЗ и календарным планом (исполнитель –СПб ГУ).
Объект исследования – кристаллы сульфатов переходных металлов;
Результаты работы:
1. Выполнены измерения фазовых равновесий в системе сульфатов калия-никеля и калия-кобальта.
2. Результаты проведенных работ представлены в промежуточном научно-техническом отчете.
В соответствии с частью 4 ТЗ и календарным планом (исполнитель -ЗАО НТЦ «Реагент»).
Тема «Эскизный проект по разработке модулей для монофотонных приборов. Часть 2»:
Объект разработки - модули монофотонных приборов на базе кристаллов сульфатов переходных металлов.
Результаты работы:
1. Разработаны варианты возможных решений, для универсальных модулей монофотонных приборов.
2. Разработан и изготовлен стенд комплексного исследования электрических характеристик предварительных электронных трактов.
3. Разработана КД на макет оптико-электронной системы (оптическая система), выполнена ее конструкторская проработка с присвоением документам литеры "Э".
4. Изготовлен и испытан макет ОЭС с целью проверки принципов работы опытного образца ОЭС и его составных частей.
5. Разработаны и обоснованы технические решения, направленные на обеспечение показателей надежности, установленные техническим заданием.
В соответствии с частью 5 ТЗ и календарным планом (исполнитель -ЗАО НТЦ «Реагент»).
Тема «Разработка эскизного проекта монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»).
Объект разработки - монофотонный детектор коронных разрядов (прибор «Корона»).
Результаты работы:
Разработан эскизный проект монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»)в том числе:
разработаны варианты возможных решений, для монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»), их конструкторская проработка с присвоением документам литеры "Э";
произведено предварительное решение вопросов упаковки и транспортирования прибора «Корона»;
изготовлен и испытан макет прибора «Корона» с целью проверки принципов работы опытного образца его составных частей;
разработаны и обоснованы технические решения, направленные на обеспечение показателей надежности прибора «Корона», установленные техническим заданием;
произведена оценка изделия на технологичность и правильность выбора средств и методов контроля (испытаний, анализа, измерений);
выбран вариант конструкции прибора «Корона» для дальнейшей разработки;
выполнен технологический контроль конструкторской документации;
произведена оценка изделия по показателям стандартизации и унификации;
произведена оценка изделия в отношении его соответствия требованиям эргономики, технической эстетики.
Разработан бизнес-план
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.04.2008
В соответствии с частью 2 технического задания:
выращены в оптимизированных режимах экспериментальные партии эпитаксиальных композиций KNSH-CNSH и кристаллов CNSH и НФ, легированных РЗЭ;
изготовлены и опробованы в составе оптической системы экспериментальные образцы фильтрующих элементов из кристаллов CNSH и НФ;
доработан лабораторный стенд для отработки параметров роста кристаллов;
произведена сборка лабораторного стенда для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности.
В соответствии с частью 3 технического задания:
Получены количественные данные о фазовых равновесиях в системе в присутствии сульфата церия и серной кислоты, стабилизирующей сульфат церия в растворе;
получены кристаллы K2(Co,Ni)(SO4)2.6H2O из смешанных растворов с примесями сульфатов церия и аммония. Получены кристаллы K2Ni(SO4,SeO4)2.6H2O. Установлено, что вхождение группы [SeO4]2- в структуру кристалла приводит к уширению полосы пропускания от 800-950 нм до 760-980 нм;
По результатам рентгенофазового и микрозондового анализов получены данные об ограниченном вхождении церия в структуру кристаллов K2(Co,Ni)(SO4)2.6H2O;
В соответствии с частью 4 технического задания:
разработан технический проект универсальных модулей монофотонных приборов в том числе:
разработаны конструктивные решения опытного образца универсальных модулей монофотонных приборов с присвоением документации литеры "Т";
разработаны и обоснованы технические решения, обеспечивающие показатели надежности, установленные техническим заданием;
разработано метрологическое обеспечение;
разработаны, изготовлены и испытаны модернизированные макеты универсальных модулей монофотонных приборов;
разработаны чертежи сборочных единиц и деталей;
доработано ПО для стендов;
проведена аттестация стендов;
проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
Развернуть
4
01.05.2008 - 31.08.2008
Разработана технологическая инструкция выращивания кристаллов CNSH и НФ, легированных РЗЭ.
Разработан проект технологического регламента выращивания эпитаксиальных композиций на основе СПМ.
Разработаны программы и методики предварительных испытаний (ПИ) кристаллов.
Проведена аттестация стенда для характеризации структурного совершенства кристаллов и качества обработки поверхности.
Проведены лабораторные испытания макета кристаллизационной установки.
В соответствии с частью 3 технического задания:
1. Получены данные о влиянии органических добавок разных типов на возможность вхождения ионов церия в кристаллы K2Ni(SO4)2.6H2O. В качестве органических примесей использованы: ализарин-комплексон, арсеназо III и ряд соединений со свойствами ПАВ. ПАВы использованы разного типа – катионоактивные (гексадецилпиридиний-бромид, октадециламин гидрохлорид), анионоактивные (гексадецилсульфат натрия, лаурат натрия) и неионные (поливиниловый спирт, смачиватель CВ-1017).
2. Проведена экспериментальная проверка способов легирования кристаллов K2Ni(SO4)2.6Н2О церием (Ce+3 – NH4Ce(SO4)2 и Се+4 – (NH4)2Ce(SO4)4.2H2O) при выращивании с использованием смешанных водно-органических растворителей. Использованы органические добавки в раствор: сахароза, спирт этиловый, спирт бутиловый, а также серная кислота. Получены сростки кристаллов KNi(SO4)2.6H2O и (К,NH4)2Ce(SO4)4.2H2O в результате совместного роста.
3. Проведена серия синтезов в системах CeSO4•4H2O-K2Ni(SO4)2•6H2O- K2Co(SO4)2•6H2O-H2SO4-H2O, CeSO4•4H2O-NiSO4•7H2O- K2Co(SO4)2•6H2O-H2SO4-H2O в широком диапазоне изменения состава раствора. Выявлен основной тренд кристаллизации, контролируемый ионами K.
4. Исследована система Ni(NH4)2(SO4)2*6H2O–Co(NH4)2(SO4)2*6H2O в воде и в серной кислоте с примесью Ce(III)NH4(SO4)2. Получены смешанные кристаллы из растворов с и без примеси церия. Спектры пропускания кристаллов показывают, что интенсивность пика в области 400-600 нм уменьшается с увеличением Со-компонента в растворе. В области 750-1000 нм интенсивность пика уменьшается с добавлением Се(III)-аммония-сульфата. Качество кристаллов улучшается с добавлением кислоты.
В соответствии с частью 4 технического задания:
Разработана конструкторская документация (КД) для изготовления опытных образцов универсальных модулей монофотонных приборов и ОЭС, проекты ТУ, эксплуатационная (ЭД) и технологическая документация (ТД) в соответствии с комплектностью согласованной с заказчиком;
Проведена метрологическая экспертиза КД.
Разработаны программы и методики предварительных испытаний (ПИ)
универсальных модулей монофотонных приборов и ОЭС.
Развернуть
5
01.09.2008 - 31.12.2008
ВЫПОЛНЕНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:
В соответствии с частью 2 и 3 ТЗ:
- выращивание опытной партии кристаллов CNSH и НФ, легированных РЗЭ;
- выращивание опытной партии эпитаксиальных композиций KNCH-KCSH.
- обобщение результатов предыдущих этапов работ. Оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов;
- оценка возможности создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных НИР.
В соответствии с частью 4 и 5 ТЗ:
- изготовление опытного образца универсальных модулей монофотонных приборов;
- проведение дополнительных патентных исследований.
Выполняется за внебюджетные средства: В соответствии с частью 2 ТЗ:
- разработка и изготовление стенда для полировки кристаллов;
- разработка и изготовление стенда для текстурно-морфологического строения кристаллов;
- разработка монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»), с присвоением документам литеры "Т";
- выполнение расчетов, подтверждающих технико-экономические показатели, установленные техническим заданием;
- выполнение принципиальных схем, схем соединений и др.;
- разработку и обоснование технических решений, обеспечивающих показатели надежности, установленные техническим задание;
- анализ конструкции изделия на технологичность; выявления необходимого для производства изделий нового оборудования (обоснование разработки или приобретения);
- выявление возможности применения покупных, стандартных, унифицированных или освоенных производством составных частей опытного образца;
- анализ возможности применения новых, в том числе типовых и групповых высокопроизводительных технологических процессов;
- принятие основных принципиальных решений по технологичности конструкции и совершенствованию условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте, выпуск технологической документации (ТД) необходимой для производства с присвоением ей литеры «П»;
- разработка метрологического обеспечения;
- разработка, изготовление и испытание монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона»);
- оценка изделия в отношении его соответствия требованиям экономики, технической эстетики;
- оценка возможности транспортирования, хранения, а также монтажа изделия на месте его применения;
- оценка эксплуатационных данных образцов;
- проверка изделий на патентную чистоту и конкурентоспособность, оформление заявок на изобретения;
- разработка чертежей сборочных единиц и деталей,
- проверка соответствия применяемых решений требованиям техники безопасности и производственной санитарии;
- проведение патентных исследований;
- разработка конструкторской документации, предназначенной для изготовления и испытания опытного образца монофотонных детекторов коронных разрядов (прибор «Корона») без присвоения литеры, в том числе проекта ТУ, эксплуатационной документации (ЭД) и рабочей ТД;
- проведение метрологической экспертизы КД;
- проведение дополнительных патентных исследований;
- работы по обеспечению технологичности конструкции изделия:
Развернуть
6
01.01.2009 - 30.04.2009
Выращены опытные и проведены предварительные испытания партии кристаллов НФ, легированных РЗЭ и CNSH; эпитаксиальных композиций KNCH-KCSH; откорректирована ТД и доработаны технологии.Разработаны ПМ приемочных испытаний; проведены лабораторные испытания системы управления кристаллизационными установками; доработаны стенды и система управления; проведены дополнительные патентные исследования. Разработано ТЗ на комплекс кристаллизационной аппаратуры для промышленного производства кристаллов. Проведены анализ разрабатываемых технологических процессов выращивания кристаллов сульфатов переходных металлов; консультации по применению результатов НИР в опытно-технологических работах.
Развернуть
7
01.05.2009 - 31.08.2009
Изготовлен опытный образец оптико-электронной системы;Проведены предварительные испытания опытного образца оптико-электронной системы;Откорректирована КД по результатам изготовления и ПИ опытного образца с присвоением КД и ТД литеры "О" и доработан опытный образец;Проведены дополнительные патентные исследования;Разработана ПМ приемочных испытаний.
Развернуть
8
01.09.2009 - 31.10.2009
В соответствии с частью 2 ТЗ:Проведены государственные приемочные испытания опытных образцов кристаллов и эпитаксиальных композиций;Проведены приемочные испытания системы управления процессами роста кристаллов;Отработана система управления по результатам приемочных испытаний;Разработан комплект КД на комплекс кристаллизационной аппаратуры для промышленного производства кристаллов.В соответствии с частью 3 ТЗ:Проведен анализ использования результатов НИР при выращивании кристаллов СПМ по результатам приемочных испытаний;Разработаны рекомендации по оптимальному использованию результатов НИР в разрабатываемых технологических процессах.В соответствии с частью 4 ТЗ:Проведены государственные приемочные испытания опытного образца универсальных модулей монофотонных приборов и опытного образца оптико-электронной системы;Откорректирована КД по результатам приемочных испытаний опытного образца продукции с присвоением документам литеры «О1».
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.3 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области индустрии наносистем
Тема
Разработка промышленных технологий производства кристаллических материалов фотоники УФ-диапазона и универсальных модулей на их основе для монофотонных приборов.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 26 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологий получения кристаллов сульфата никеля и его производных, а также кристаллов неорганических фторидов для зонных фильтров УФ-диапазона.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Количество заявок
0
Тема
Разработка комплекса технологий выращивания кристаллов для изготовления оптических элементов, создание гиперспектральных приборов диапазона 0,2-1,0 мкм на их основе.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 29 мес.
Бюджетные средства
220 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка технологий получения материалов и кристаллических элементов приборов на основе соединений группы А2В6 с новыми функциональными характеристиками и организация их опытно-промышленного производства
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка основ технологии производства наноразмерных универсальных стабилизаторов и модификаторов свойств для полимерных покрытий, эластомерных композиций, полимерных жидкостей и смазочных композиций с повышенными температурами эксплуатации
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
4