01:56 22 August 2017
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    Russische Forscher entwickeln einzigartigen Plasmagenerator

    Russische Forscher entwickeln einzigartigen Plasmagenerator

    © Foto: MePhi
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    Wissenschaftler der russischen Nationalen Universität für Nuklearforschungen MEPhI haben einen Plasmagenerator entwickelt, der in den Dämpfen von geschmolzenem Stoff eine impulsive Starkstrom-Magnetfeld-Entladung produziert.

    Laut dem Pressedienst der Universität besteht die neue Anlage aus einem Plasmaknoten und einer Energiequelle und funktioniert unter den besonderen Bedingungen, unter denen die Magnetfeld-Entladung entsteht: Gleichzeitig mit der Streuung erfolgt eine intensive Verdunstung des geschmolzenen Stoffs, aus dem die Beschichtung entsteht. Aus dem im Fachmagazin „Surface and Coatings Technology“ veröffentlichten Artikel geht hervor, dass die neue Technologie gestatten wird, schnell und qualitativ hochwertige dünne Beschichtungen herzustellen, die im High-Tech-Bereich gefragt sind. 

    Plasmagenerator
    © Foto: MePhi
    Plasmagenerator

    Auf die Methode der Magnetfeld-Anbringung entfällt ein riesiger Marktanteil der Entwicklung von Metall- und dielektrischen Belägen auf Gebieten wie Elektronik, Maschinenbau, Architektur usw. So ist die Magnetfeld-Anbringung die einzige Methode zum Auftragen von energiesparenden Beschichtungen auf Fensterscheiben. Außerdem wird diese Methode bei der Anbringung von inerten Beschichtungen auf Schneidewerkzeug und von verschiedenen dekorativen Beschichtungen (beispielsweise Titannitrid statt Gold auf Kirchenkuppeln) verwendet. In der Mikroelektronik passt diese Methode für die Metallisierung von integralen Schaltplatten und in der Optik für die Herstellung von Farbfiltern.

    Ein wichtiger Ansporn für Forschungen auf diesem Gebiet war die Entdeckung der Starkstrom-Magnetfeld-Entladung durch MEPhI-Experten in den späten 1980er Jahren. In den 2000er Jahren wurde in Europa und den USA auf dieser Basis die HiPIMS-Technologie (High Power Impulse Magnetron Sputtering) entwickelt.

    „Allerdings blieb viele Jahre lang das Problem der magnetronen Fällung akut, und zwar die geringe Schichtwachstumsgeschwindigkeit auf Zulieferteilen im Vergleich beispielsweise mit der Vakuum-Verdunstung“, sagte MEPhI-Ingenieur Alexander Tumarkin gegenüber RIA Novosti. Er erläuterte, dass Schichten, die durch Vakuum-Verdunstung hergestellt werden, nicht so gut wie solche seien, die durch die magnetrone Verdunstung entstehen. Unternehmen mussten sich mit dem Dilemma auseinandersetzen: entweder die Qualität ihrer Produkte oder die Arbeitsleistung ihres Betriebs zu fördern. „In der neuen Anlage, die die magnetrone Impuls-Entladung mit geschmolzenem Katoden ausstrahlt, wurden die Vorteile beider Technologien vereinigt“, betonte der Wissenschaftler. Nach seinen Worten hat die Starkstrom-Streuung des verschmolzenen „Targets“ ein riesiges technologisches Potenzial.

    Derzeit arbeiten die MEPhI-Experten an Anlagen, die künftig in Serie gebaut werden könnten. Eine solche Anlage könnte „als Plasmagenerator in Industrie- bzw. Laboranlagen als einzelnes Modul für die Herstellung von qualitätsvollen Beschichtungen verwendet werden“, sagte der MEPhI-Ingenieur Andrej Kasijew. Zu den potenziellen Bestellern solcher Anlagen zählt er Betriebe, die energiesparende Scheiben oder moderne energetische Elemente herstellen, oder auch diverse Maschinenbaubetriebe.

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    Tags:
    Plasmagenerator, Nationale Universität für Nuklearforschung (MEPhi), Alexander Tumarkin, Russland
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