ЛАБОРАТОРИЯ ВАКУУМНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Заведующий лабораторией ШНАЙДЕР Антон Витальевич кандидат технических наук schneider@lve.hcei.tsc.ru

Лаборатория вакуумной электроники (ЛВЭ) выделилась в самостоятельную лабораторию из Отдела физической электроники, руководимого академиком Г.А. Месяцем, в котором существовала до этого в качестве самостоятельной научной группы. Первым заведующим лабораторией был д.ф.-м.н Д.И. Проскуровский, который возглавлял её до середины 2006 года. В настоящее время лабораторию возглавляет к.т.н. А.В. Шнайдер. Сейчас в лаборатории работает 21 сотрудник, включая 3 доктора и 7 кандидатов наук.

Сотрудники лаборатории регулярно выполняют гранты Российского научного фонда (РНФ), Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), Федеральной целевой программы (ФЦП). В настоящее время в лаборатории идет выполнение гранта РФФИ-DFG (совместный грант с коллегами из Германии). Лаборатория тесно сотрудничает с ведущими университетами Томска: ТГУ, ТПУ, ТУСУР. В различные годы лаборатория сотрудничала и с зарубежными коллегами из Германии, Франции, Италии, Китая, Японии и Польши. Сотрудники лаборатории периодически имеют возможность поездки за рубеж как для стажировки (Германия), так и для участия в международных конференциях. В России сотрудничаем с такими предприятиями как АО «НПЦ Полюс» (Томск), ОАО «ИСС им. Академика М.Ф. Решетнёва» (Железногорск), АО «РКЦ «Прогресс» (Самара).

Направления научных исследований

Генерирование низкоэнергетических сильноточных электронных пучков
Научный руководитель группы: д.т.н. Г.Е. Озур

Развитие физики и техники генерирования широкоапертурных низкоэнергетических сильноточных электронных пучков (НСЭП) является традиционно актуальной задачей с точки зрения их использования для модификации поверхностных слоёв металлических материалов. Высокая плотность энергии и малая длительность импульса позволяют выделить практически всю энергию пучка в тонком (около 1 мкм) поверхностном слое облучаемого материала, доводя его до плавления и даже частичного испарения. Эффекты, возникающие при этом, позволяют улучшить многие функциональные свойства обрабатываемых изделий и разрабатывать на этой основе новые перспективные технологии, а также решать многие научные задачи физического материаловедения.

Электрическая изоляция и пробой в вакууме
Научный руководитель группы: к.ф.-м.н. Е.В. Нефёдцев

Вакуум, как изолятор, используется там, где ему, в принципе, не могут составлять конкуренцию другие непроводящие среды: в электронных и ионных микроскопах, СВЧ приборах, ускорителях и сепараторах заряженных частиц, электрореактивных космических двигателях и др. Казалось бы, вакуумные межэлектродные промежутки должны надежно удерживать любые электрические поля, по крайней мере, вплоть до напряженностей ~3 ГВ/м, при которых появляется возможность туннельного перехода электронов из катода в вакуум. Однако реальная электрическая прочность практически значимых миллиметровых и сантиметровых вакуумных промежутков на два порядка ниже теоретического предела, что является причиной значительных размеров и, соответственно, дороговизны высоковольтных устройств, а также препятствием в достижении предельных возможностей ускорительной техники. Исследование физических явлений, приводящих к возникновению пробоя вакуумных промежутков, является одной из наиболее актуальных задач современной физики.

Модификация поверхности металлических материалов с помощью низкоэнергетического сильноточного электронного пучка
Научный руководитель группы: к.ф.-м.н. А.Б. Марков

Направление основывается на применении уникального источника импульсных низкоэнергетических сильноточных электронных пучков (НСЭП) (площадь поперечного сечения пучка до 100 см²) для поверхностной обработки металлических материалов с целью улучшения их электрофизических, электрохимических и иных характеристик. Комплексная обработка, объединяющая нанесение покрытий и обработку электронным пучком, дает возможность изменять элементный состав поверхности и формировать поверхностные сплавы контролируемого состава.

Исследование процессов сильноточного вакуумного дугового разряда в вакуумных сетевых выключателях
Научный руководитель группы: к.ф.-м.н. С.А. Попов

Вакуумный выключатель способен выдерживать высокое напряжение, обладая при этом сравнительно малыми габаритами, длительное время пропускать большие токи и быстро восстанавливать электрическую прочность промежутка после гашения дуги. Задача изучения гашения дуги и процессов, происходящих после перехода тока через ноль, сохранила свою актуальность до сегодняшнего дня. Решение данной проблемы поможет лучше понять происходящие процессы в вакуумной дугогасительной камере (ВДК), оптимизировать режимы работы и, возможно, усовершенствовать конструкцию ВДК.

Контроль сплошности диэлектрического покрытия на элементах радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов
Научный руководитель группы: к.ф.-м.н. С.А. Попов

В настоящее время бортовое напряжение космического аппарата достигает 100 В, что в три раза выше порога дугообразования. Увеличение напряжения бортовой сети резко повышает риск зажигания вакуумной дуги. Особенность проблемы дугообразования в радиоэлектронной аппаратуре космического аппарата (РЭА КА) состоит в том, что инициирование первичной дуги обусловлено факторами космического пространства. Другой особенностью инициирования дуги в КА является относительно низкий уровень вакуума в начальной стадии эксплуатации КА, что приводит к необходимости рассмотрения инициирования вторичной дуги не только в условиях высокого вакуума, но и в газе низкого давления. Данное направление исследований на-правлено на поиск и устранение дефектов сплошности диэлек-трического покрытия в РЭА КА, что в итоге позволит повысить эффективность работы и срок службы КА.

Значимые публикации

1. Г.Е. Озур, Д.И. Проскуровский. Источники низкоэнергетических сильноточных электронных пучков с плазменным анодом. − Новосибирск: Наука, 2018. − 176 с. ISBN 978-5-02-038794-2.
2. В.П. Ротштейн, Д.И. Проскуровский, Г.Е. Озур, Ю.Ф. Иванов. Модификация поверхностных слоев металлических материалов низкоэнергетическими сильноточными электронными пучками. − Новосибирск: Наука, 2019. − 347 с. − ISBN 978–5–02–038809–3.
3. Е.В. Нефёдцев, А. В. Батраков. Моделирование устойчивого расширения моноэлементной трехкомпонентной плазмы взрывоэмиссионного центра // ЖЭТФ, 2018, Т. 153, вып. 4, с. 656-665.
4. L.L. Meisner, V.P.Rotshtein, V.O. Semin, S.N. Meisner, A.B. Markov, E.V. Yakovlev, F.A. D'yachenko, A.A. Neiman, E.Yu. Gudimova Microstructural characterization and properties of a Ti-Ta-Si-Ni metallic glass surface alloy fabricated on a TiNi SMA substrate by additive thin-film electron-beam method // Surface and Coatings Technology. 2020. V.404. 126455. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126455

Фотогалерея