Мероприятие состоялось на площадке ФЦПТП «Выбирай своё» (ФЦПТП). Спикером выступила Анна Ивановна Иванова, старший научный сотрудник Томского политехнического университета. Она рассказала о методах высокоинтенсивной ионной имплантации, которые позволяют многократно повысить износостойкость и коррозионную стойкость металлических деталей, не меняя их размеров.
Ионная имплантация — это внедрение ионов в поверхность материала для изменения его свойств. Преимущества метода: точный контроль глубины, отсутствие отслоений (модифицированный слой — часть основы), сохранение размеров детали. Однако классическая ионная имплантация проникает лишь на глубину до сотен нанометров, что недостаточно для многих промышленных задач.
В лаборатории ТПУ разработали два метода высокоинтенсивной имплантации, которые решают эту проблему.
Первый метод — высокоинтенсивная имплантация ионов низких энергий
Он обеспечивает глубину легирования до 200 микрометров (на 2–3 порядка глубже классической имплантации). Примеры:
• Имплантация азота в сталь 40Х13: глубина до 80 мкм, износостойкость выросла в 160 раз.
• Имплантация азота в сталь 40Х: глубина до 200 мкм, износостойкость выросла в 17–27 раз.
Второй метод — высокоинтенсивная имплантация пучками субмиллисекундной длительности
В этом случае основная масса материала не прогревается, воздействие идёт только на приповерхностный слой. Это решает проблему роста зерна. Результаты:
• Обработка стали ионами титана: износостойкость выросла в 50 раз.
• Имплантация ионов титана в нержавеющую сталь: износостойкость выросла в 3500 раз, трение снизилось на 30%, скорость коррозии — 0,02 мм/год (характерно для высокостойких материалов).
• При имплантации алюминия и кремния в титан получены глубины на два порядка выше традиционных методов.
Технология может использоваться в машиностроении, авиации, медицине (суставы, импланты), космической промышленности (лопатки турбин), для упрочнения подшипников, шестерён, резцов, бурового оборудования, а также для деталей двигателей (коленчатые валы, гильзы).
В ходе дискуссии отметили, что технология масштабируема, но для массового внедрения нужны инвестиции. Обсуждалось влияние шероховатости: матовая поверхность может улучшать смазывание за счёт масляного клина. Особый интерес вызвала обработка чугуна, в частности коленчатых валов. Один из участников выразил готовность предоставить образцы для испытаний, рассчитывая выйти на ресурс европейских «миллионников» и при успехе — превзойти их.
Технология сверхглубокой высокоинтенсивной ионной имплантации стали обладает высоким потенциалом для повышения ресурса деталей. Все проекты, презентуемые на мероприятиях Союза ВОИР, попадают на онлайн-витрину инноваций и получают особое внимание со стороны инвесторов, промышленных предприятий и органов власти. Союз ВОИР оказывает содействие в коммерциализации и внедрении перспективных разработок, помогая авторам находить партнёров и финансирование.
Следующий ВОИРтехнозавтрак состоится 9 июня 2026 г. на тему «Актифом — активируемый тепло-звуко-изоляционный материал
Регистрация — https://clck.ru/3TwZsT
Организатор: Союз ВОИР. Площадка: ФЦПТП «Выбирай своё».
Для участия в проекте ВОИРтехнозавтрак бесплатно зарегистрируйтесь на официальном сайте Союза ВОИР https://voir.tech/ и заполните раздел «Изобретения/стартапы» в личном кабинете. Ваш проект появится на витрине проектов, станет виден потенциальным инвесторам и партнёрам, а также сможет участвовать в реальных проектах по внедрению.
По всем интересующим вопросам обращайтесь: info@voir.tech или +7 (985) 064-88-22.
