Институтом сильноточной электроники Сибирского отделения РАН (ИСЭ СО РАН, г. Томск), созданным в 1977 г. академиком РАН Геннадием Андреевичем Месяцем, в настоящее время под руководством члена-корреспондента РАН Николая Александровича Ратахина осуществляются новейшие разработки в области «высокой» физической науки с созданием «штучного товара» — масштабных и уникальных электрофизических установок для крупнейших научных центров, в том числе для физических научных заведений Европы и США.
При этом ИСЭ активно и последовательно стремится к продвижению своей наукоемкой продукции для более широкого круга потребителей, предлагая свои разработки отечественной и зарубежной промышленности и медицине.
Ученые ИСЭ не забывают и о модном ныне слове «нанотехнологии», стремясь наполнить его вполне конкретным содержанием: разрабатывают пучково-плазменные технологии получения наноструктурированных слоев и покрытий на материалах и изделиях.
О некоторых технологических разработках Института, созданных на основе фундаментальных научных исследований, пойдет речь в данной статье.
Вакуумная импульсная электронно-пучковая установка «Соло» предназначена для модификации поверхности металлических и металлокерамических изделий. Она позволяет выполнять уникальные операции по полировке поверхности, упрочнению поверхности, повышению ее стойкости к износу и коррозии, приданию ей антизадирных свойств.
В зоне обработки очищается поверхность и отжигаются легкоплавкие примеси. При кристаллизации в вакууме за счет сил поверхностного натяжения происходит «выглаживание» рельефа и полировка поверхности. При этом шероховатость поверхности штамповых сталей и твердых карбидных сплавов можно уменьшить в 15 раз, вплоть до Ra = 0,05 мкм. В общем случае, по сравнению с финишной электроискровой обработкой (ЕDM), данный метод позволяет снизить уровень шероховатости в 5–6 раз.
В результате сверхбыстрой закалки на поверхности формируется упрочненный слой толщиной 2–10 мкм с субмикро- и нанокристаллической структурой. Поверхностная микротвердость сталей после обработки может увеличиться в 2–3 раза, а для карбидных материалов типа WC-Co она увеличивается от 15 до 25 ГПа.