Оборудование и методы импульсно-периодической ионной и плазменной обработки материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, доктор технических наук Степанов, Игорь Борисович

• Степанов, Игорь Борисович
• доктор технических наук
• 2010

Оглавление диссертации доктор технических наук Степанов, Игорь Борисович

ВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 21 В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДОВ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ИОННОЙ И ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА.

1.1. Состав и параметры плазмы.

1.2. Источники плазмы на основе вакуумно-дугового разряда.

1.3. Способы и устройства очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции.

1.4. Формирование ионных пучков в источниках на основе испарения металла вакуумной дугой.

1.5. Формирование ионных потоков из плазмы вакуумной дуги в условиях эрозии эмиссионой границы.

1.6. Методы ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов с использованием источников на основе вакуумно-дугового разряда.

Выводы.

ГЛАВА 2 ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Оборудование и методики экспериментальных исследований параметров плазмы и ионных пучков.

2.2. Разработка плазменно-иммерсионного времяпролетного спектрометра для исследования зарядового состояния и массового состава плазмы.

2.3. Измерительно-диагностический комплекс для исследования элементного состава и физико-механических свойств покрытий и ионно-модифицированных поверхностных слоев материалов 81 Выводы.

ГЛАВА 3 УСТРОЙСТВА ОЧИСТКИ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО

ДУГОВОГО РАЗРЯДА ОТ МИКРОКАПЕЛЪНОЙ ФРАКЦИИ

3.1. Принцип работы фильтра жалюзийного типа для очистки плазмы ВДР от МКФ.

3.1.1. Влияние геометрических параметров и пространственного расположения электродов ПФ на условия распространения плазменного потока.

3.1.2. Влияние приэлектродного падения напряжения на условия распространения плазменного потока.

3.2. Плоскопараллельные системы жалюзийного типа для очистки плазмы ВДР от МКФ.

3.3. Аксиально-симметричные системы жалюзийного типа для очистки плазмы ВДР от МКФ.

3.3.1. Влияние давления на распространение плазменного потока в межэлектродных промежутках аксиально-симметричной системы жалюзийного типа.

3.3.2. Влияние аксиально-симметричных электродов ПФ на снижение МКФ в плазме вакуумно-дугового разряда.

3.4. Электромагнитные ПФ жалюзийного типа для технологических применений.

Выводы.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ИОНОВ

НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНОЙ ВАКУУМНОЙ ДУГИ.

4.1. Конструкция и принцип действия источника ионов и плазмы "Радуга-5".

4.2. Конструкция и принцип действия источника псевдоленточных пучков ионов металлов "Радуга-6".

4.3. Диодные системы источников ионов на основе плазмы непрерывного ВДР.

4.4. Формирование очищенного от МКФ плазменного потока.

4.5. Импульсно-периодический режим формирования ионного пучка

4.6. Непрерывный режим формирования ионного пучка.

Выводы.

ГЛАВА 5 МЕТОД КОРОТКОИМПУЛЬСНОЙ, ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ

ПЛАЗМЕННО-ИММЕРСИОННОЙ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ И (ИЛИ) ОСАЖДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ.

5.1. Физическая модель.

5.2. Формирование ионных потоков вблизи проводящих поверхностей при коротких импульсах потенциала смещения

5.3. Формирование ионных потоков вблизи диэлектрических поверхностей при коротких импульсах потенциала смещения

5.4. Применение биполярных потенциалов смещения.

5.5. Применение метода КВПИ3ОП при высоких концентрациях плазмы.

Выводы.

ГЛАВА 6 ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ

КОМБИНИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИОННО-ЛУЧЕВОЙ

И ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ МАТЕРИАЛОВ 237 6.1. Установка импульсно-периодической ионной имплантации и осаждения покрытий "Радуга-5С" и её технологические применения.

6.2. Комплексная установка для реализации комбинированных технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов и её применения.

6.3. Комплексная система реализации гибридных технологий ионно-плазменной обработки крупногабаритных изделий.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оборудование и методы импульсно-периодической ионной и плазменной обработки материалов»

Модификация поверхностных слоев материалов пучками заряженных частиц и потоками плазмы активно исследуется в последние десятилетия и представляет собой одно из важнейших направлений развития науки и техники. Существенно расширяется область использования ионно-лучевых и ионно-плазменных методов, как в научных исследованиях, так и в ряде практических применений [2-7].

Среди способов поверхностной модификации материалов широкое распространение получил метод плазменного осаждения покрытий на основе непрерывной вакуумной дуги. С целью решения проблемы ухудшения свойств формируемых покрытий из-за микрокапельной фракции в потоке вакуумно-дуговой плазмы, разработан целый ряд модификаций плазменных фильтров, обеспечивающих высокую эффективность очистки плазмы от микрочастиц, но представляющих собой достаточно сложные конструкции, обладающие ограниченной эффективностью прохождения плазмы и в силу этого, не получивших широкого распространения до настоящего времени [4, 38, 60-68, 70, 75]. Такие плазменные фильтры практически не представляется возможным использовать в системах формирования пучков ионов металлов на основе непрерывной вакуумной дуги.

Существенное развитие в последние годы получил метод плазменно-иммерсионной ионной имплантации. Наиболее часто он используется для ионного азотирования поверхностных слоев различных металлов. В абсолютном большинстве случаев плазменно-иммерсионная имплантация осуществляется при постоянных или импульсных 0,1-10 мс потенциалах смещения на мишени, погруженной в плазму. В ряде работ показана возможность и перспективность использования не только газовой, но и импульсной металлической плазмы в условиях применения достаточно короткоимпульсных потенциалов смещения.

Преимущества плазменно-иммерсионного метода ионной имплантации и (или) осаждения покрытий в условиях ионного ассистирования обусловлены возможностью однородной обработки деталей сложной формы, простотой технической реализации [129]. В то же время плазменно-иммерсионная ионная имплантация практически не используется для модификации свойств диэлектриков, например, для изменения их поверхностной проводимости, поскольку при длинных или постоянных потенциалах смещения в диэлектриках накапливается значительный заряд и, как следствие, вблизи его поверхности происходит торможение ионов или возникает поверхностный пробой, разрушающий структуру материала. Большая длительность потенциала смещения ограничивает и возможность применения традиционных подходов к плазменно-иммерсионному формированию ионного потока при высоких концентрациях плазмы, например, в случае абляционной плазмы, формируемой воздействием мощных электронных, ионных пучков или лазерного излучения на поверхность твердого тела.

Развитие методов и технологий ионно-лучевой модификации металлов и сплавов и их практическое использование определяется, прежде всего, разработкой конструктивно простых, высокопроизводительных, с большим ресурсом работы ионных источников, в том числе легко встраиваемых в системы ионно-плазменного осаждения покрытий. В большинстве случае для получения пучков ионов металлов используется плазма импульсно-периодического вакуумно-дугового разряда [7-17]. В виду значительной доли микрокапельной фракции в плазме непрерывной вакуумной дуги, несмотря на её привлекательность с точки зрения создания ионных пучков высокой средней мощности, такие источники не получили своего развития, также как источники ионов металлов ленточного типа для модификации поверхности протяженных деталей.

В связи с вышеизложенным, тематика диссертационной работы, связанная с созданием и исследованием компактных фильтров для очистки плазмы непрерывной вакуумной дуги от микрокапельной фракции, разработкой метода короткоимпульсной высокочастотной плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий, с возможностью обработки диэлектриков, и импульсно-периодических и непрерывных источников ионов металлов аксиально-симметричных и ленточных пучков, как и новых систем диагностики плазмы, а также созданием на основе предложенных методов и оборудования комплексных установок нового поколения для ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов представляется актуальной.

Цель работы состояла в проведении исследований процессов генерации ионных потоков с использованием короткоимпульсных высокочастотных потенциалов смещения и многоэлектродных систем формирования пучков из плазмы газового разряда и непрерывного вакуумно-дугового разряда в условиях её очистки от микрокапельной фракции и создании на основе полученных результатов новых методов плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий, а также в разработке методов и оборудования для диагностики элементного состава и зарядового состояния ионов в плазме, в разработке ионных источников и систем очистки плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции, в создании серии установок для реализации комбинированных технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что впервые:

1. Предложены и разработаны прямоточные фильтры с аксиально-симметричными и плоскими электродами жалюзийного типа для очистки плазмы непрерывной вакуумной дуги от микрокапельной фракции, обеспечивающие эффективность прохождения плазмы в пределах от 30 до 70 % при уменьшении количества микрочастиц в потоке плазмы в 102—103 раз. Определены основные закономерности влияния геометрических размеров и конфигурации электродов фильтра, магнитной изоляции электродов, величины положительного потенциала смещения на электродах, давления остаточного газа на параметры плазменного потока на выходе фильтра.

2. Предложены способы и устройство для измерения зарядового состояния и массового состава газовой и металлической плазмы на основе короткоимпульсного плазменно-иммерсионного извлечения ионов из плазмы, их транспортировки в эквипотенциальном пространстве трубы дрейфа с разделением на отдельные компоненты и последующей регистрацией импульсов тока. Определены основные закономерности влияния геометрических размеров трубы дрейфа, амплитуды и длительности потенциала смещения, давления газа, характеристик системы регистрации токовых импульсов на разрешающую способность спектрометра.

3. Предложен и разработан метод короткоимпульсной высокочастотной, с коэффициентом заполнения импульсов от ОД до 0,99, плазменно-иммерсионной ионной и плазменной обработки проводящих и диэлектрических материалов в условиях компенсации накапливаемого на поверхности мишени положительного заряда в паузах между импульсами потенциала смещения электронным потоком из плазмы. Показана возможность использования метода для реализации широкого круга режимов ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов, в том числе: нагрев образцов, очистка и активация поверхности, ионная имплантация, включая высококонцентрационную, формирование переходного слоя между основой и покрытием, осаждение покрытий с ионным,-ассистированием на материалы с различной проводимостью.

4. Показана возможность формирования импульсно-периодических и непрерывных аксиально-симметричных и псевдоленточных пучков ионов металлов из плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда в условиях фильтрации плазмы от микрокапельной фракции.

5. С использованием разработанных ионных источников, фильтрованной от микрочастиц вакуумно-дуговой плазмы и метода короткоимпульсной плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий показаны: а) возможность формирования интерметаллидных систем А1— А1—»Тл, Тл—>№, А1—^е на глубине до 2,6 мкм с достижением концентрации легирующей примеси до 60 % при дозе внедренных атомов 3,6-1018 ион/см2; б) возможность формирования многослойных (ТлА1)/1Ж покрытий с наноразмерными слоями, обеспечивающих значительное увеличение физикомеханических и эксплуатационных свойств материалов; в) возможность формирования композиционного покрытия Тл81В с толщиной до 10 мкм, обеспечивающего повышение до 4 раз эрозионной стойкости образцов из сплава ВТ6, существенное повышение усталостной прочности при циклическом нагружении и до 20 раз сопротивления солевой коррозии.

Научная и практическая значимость работы состоит в том, что:

1. Разработана серия прямоточных электромагнитных плазменных фильтров с аксиально-симметричными и плоскими электродами жалюзийного типа, обеспечивающих высокую эффективность прохождения заряженного компонента плазменного потока и высокую степень очистки вакуумно-дуговой плазмы от микрокапельной фракции. Компактная конструкция позволяет использовать плазменные фильтры как в технологических электродуговых испарителях, так и в ускорителях ионов металлов.

2. Полученные зависимости энергетического спектра ионов, динамики формирования ускоряющего зазора от амплитуды импульса отрицательного потенциала смещения, его длительности и частоты следования, параметров плазмы и характеристик мишени существенно расширяют и дополняют преставление о физических процессах плазменно-иммерсионного формирования потоков ионов и позволяют сформулировать условия реализации технологических процессов модификации поверхности проводящих и диэлектрических материалов.

3. Предложенный и разработанный плазменно-иммерсионный времяпролетный спектрометр отличается простой и компактной конструкцией, обеспечивает измерение с высоким разрешением зарядового состояния и массового состава газовой и металлической плазмы и может быть использован для диагностики параметров плазмы в составе установок ионно-плазменного нанесения покрытий при проведении экспериментальных исследований и отработке технологий ионно-плазменной модификации материалов.

4. Предложенный и разработанный метод короткоимпульсной высокочастотной плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий позволяет реализовать режимы традиционной и высококонцентрационной ионной имплантации, а также ионно-ассистированного осаждения покрытий на проводящие и диэлектрические мишени в широком диапазоне изменения концентрации плазмы.

5. Разработаны источники импульсно-периодических и непрерывных аксиально-симметричных и псевдоленточных пучков ионов металлов из плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда в условиях фильтрации плазмы от микрокапельной фракции, отличающиеся от известных устройств высокими техническими параметрами, надежностью, большим ресурсом работы и широкими функциональными возможностями. Источники предназначены для применения в технологиях ионной имплантации и ионно-ассистированного осаждения покрытий.

6. На основе разработанных ионных источников, фильтров для очистки плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции и метода короткоимпульсной плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий, создана серия технологических комплексных установок нового поколения для реализации комбинированных технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов.

7. Разработаны технологические режимы формирования интерметаллидных систем Al-Ni, Al-Ti, Ti-Ni, Al-Fe с высокой концентрацией легирующей примеси, на глубине существенно превышающей проективные пробеги ионов; многослойных (TiAl)/TiN покрытий с наноразмерными слоями; композиционного TiSiB покрытия с обеспечением значительного увеличения физико-механических и эксплуатационных свойств материалов.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения.

Заключение диссертации по теме «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», Степанов, Игорь Борисович

Результаты работы докладывались и обсуждались на III и IV конференциях "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц" (Томск, 1994, 1996), 12, 14 и 15 Международных конференциях по модификации поверхности ионными пучками (Германия, Марбург, 2001; Кушадасы, Турция, 2005, Мумбай, Индия, 2007), 18-м симпозиуме по физике плазмы и технологиям (Чешская Республика, Прага, 1997), 7, 8, 11 Международных конференциях по ионным источникам (Италия, Таормина, 1997; Япония, Киото, 1999; Франция, Ко, 2005), II и III Международных конференциях "Взаимодействие излучений с твердым телом" (Беларусь, Минск, 1997, 1999), 5 Международной конференции "Пленки и покрытия "98" (С-Петербург, 1998), 5-9 конференциях по модификации материалов пучками заряженных частиц и плазменными потоками (Томск, 2000, 2002, 2004, 2006, 2008), 13 Международной конференции по пучкам частиц высокой энергии (Япония, Нагаока, 2000), 5 и 8 Русско-Корейском международных симпозиумах по науке и технологиям (Томск, 2001, 2004), XIII и XIV Международном совещании "Радиационная физика твердого тела (Украина, Севастополь, 2003), XV Международной конференции "Физика прочности и пластичности материалов" (Тольятти, 2003), V Международной конференции "Ионная имплантация и другие применения ионов и электронов" (Польша, Казимир Долни, 2004), Всероссийской конференции "Центры коллективного пользования аналитическим оборудованием" (С-Петербург, 2004), XLIII Международной конференции "Актуальные проблемы прочности" (Беларусь, Витебск, 2004),

10-м Международном симпозиуме по перспективным физическим направлениям (Япония, Тсукуба, 2005), 8-м Международном совещании по ионной имплантации и осаждению покрытий с использованием плазмы (Китай, Ченгду, 2005), 5 Международной конференции "Ядерная и радиационная физика" (Казахстан, Алм—Ата, 2005), Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии НМТ-2006" (Москва, 2006), Российской научно-практической конференции "Физико-технические проблемы получения и использования пучков заряженных частиц, нейтронов, плазмы и электромагнитного излучения (Томск, 2007,2009).

Личный вклад автора в выполнение настоящей работы состоит в определяющей роли при инициировании и постановке задач большинства исследований, непосредственном участии в выполнении основных разделов работы, анализе и интерпретации полученных результатов, личном формулировании выводов и научных положений. Автор внес решающий вклад в разработку основных конструкционных решений представленного в работе экспериментального и технологического оборудования.

Фамилии соавторов, принимавших участие в моделировании процессов, исследовании и разработках по отдельным направлениям, обсуждении результатов, указаны в списке основных публикаций по теме диссертационной работы.

Автор считает своим долгом выразить признательность А.И. Рябчикову по инициативе и при непосредственном участии, которого выполнялась настоящая работа. Автор искренне благодарен коллегам по работе и соавторам за многолетнее плодотворное сотрудничество.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной итог выполненной работы состоит в том, что на основе совокупности полученных научных и практических результатов созданы: новый метод плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий; плазменно-иммерсионный времяпролетный спектрометр для измерения элементного состава и зарядового состояния ионов в газовой и металлической плазме, новые источники ионов металлов, генерирующие в импульсно-периодическом и непрерывном режимах пучки с широким поперечным сечением и обладающие широкими функциональными возможностями; фильтры для очистки плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции, а также серия установок для реализации комплексных технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки поверхности материалов.

Более детально результаты работы формулируются следующим образом.

1. Установлены закономерности распространения плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда в оптически непрозрачных системах жалюзийного типа в условиях пропускания по электродам постоянного тока и формирования на них положительного потенциала смещения. На основе полученных результатов предложена и разработана серия прямоточных электромагнитных плазменных фильтров с аксиально-симметричными и плоскими электродами жалюзийного типа, обеспечивающих высокую эффективность прохождения заряженного компонента плазменного потока и высокую степень очистки вакуумно-дуговой плазмы от микрокапельной фракции. Определены основные закономерности влияния геометрических размеров и конфигурации электродов фильтра, различных условий магнитной изоляции электродов, величины положительного потенциала смещения на электродах, давления остаточного газа на параметры плазменного потока на выходе фильтра.

2. Экспериментально установлены закономерности изменения энергетического спектра ионов при формировании на поверхности, погруженных в вакуумно-дуговую плазму, проводящих и диэлектрических мишеней в зависимости от амплитуды импульса отрицательного потенциала смещения, его длительности и частоты следования, параметров плазмы и характеристик мишени. В результате выполненных работ предложены и практически реализованы метод и устройство для измерения зарядового состояния и массового состава ионов в газовой и металлической плазме на основе короткоимпульсного плазменно-иммерсионного извлечения ионов из плазмы, их транспортировки в эквипотенциальном пространстве трубы дрейфа с разделением на отдельные компоненты и последующей регистрацией импульсов тока. Определены основные закономерности влияния геометрических размеров трубы дрейфа, амплитуды и длительности потенциала смещения, давления газа, характеристик системы регистрации токовых импульсов на разрешающую способность спектрометра. Разработанный плазменно-иммерсионный времяпролетный спектрометр отличается простой и компактной конструкцией, не требует применения дополнительных систем формирования ионного пучка, обеспечивает измерение с высоким разрешением зарядового состояния и массового состава газовой и металлической плазмы и может быть использован для диагностики параметров плазмы в составе установок ионно-плазменного нанесения покрытий при проведении экспериментальных исследований и отработке технологий ионно-плазменной модификации материалов.

3. Предложен и разработан метод короткоимпульсной высокочастотной, с коэффициентом заполнения импульсов от 0,1 до 0,99, плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий применительно к мишеням с различной проводимостью в условиях компенсации накапливаемого на поверхности мишени положительного заряда в паузах между импульсами потенциала смещения электронным потоком из плазмы. Показана возможность использования метода для реализации широкого круга режимов ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов, включая нагрев образцов, ионную имплантацию, в том числе высококонцентрационную, формирование переходного слоя между основой и покрытием, осаждение покрытий с ионным ассистированием на материалы с различной проводимостью. Установлены условия и область применимости метода при обработке диэлектрических мишеней, а также при изменении в широком диапазоне концентрации плазмы.

4. Показана возможность формирования импульсно-периодических и непрерывных аксиально-симметричных и псевдоленточных пучков ионов металлов из плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда в условиях фильтрации плазмы от микрокапельной фракции. Разработаны источники импульсно-периодических и непрерывных аксиально-симметричных и псевдоленточных пучков ионов металлов из плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда в условиях фильтрации плазмы от микрокапельной фракции, отличающиеся от известных устройств высокими техническими параметрами, надежностью, большим ресурсом работы и широкими функциональными возможностями. Показано, что источники обладают необходимым набором параметров для применения в технологиях ионной имплантации и ионно-ассистированного осаждения покрытий.

5. На основе разработанных ионных источников, фильтров для очистки плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции и метода короткоимпульсной плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий создана серия технологических комплексных установок для реализации комбинированных технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов. Показана возможность применения установок для использования в технологиях ионной имплантации с формированием интерметаллидных систем Al-Ni, Al-Ti, Ti-Ni, Al-Fe с высокой концентрацией легирующей примеси, на глубине существенно превышающей проективные пробеги ионов, формирования многослойных (TiAl)/TiN покрытий с наноразмерными слоями, композиционного TiSiB покрытия, с обеспечением значительного увеличения физико-механических и эксплуатационных свойств материалов. Разработанные технологические комплексы соответствуют требованиям, предъявляемым к оборудованию для применения в промышленности и при проведении научно-исследовательских работ. Установки могут применяться в различных отраслях машиностроительного производства, в том числе для обработки крупных партий изделий, включая крупногабаритные и сложной геометрической формы с целю повышения износостойкости, твердости, коррозионной и эрозионной стойкости и других физико-механических свойств.

6. Разработка и создание источников, ориентированных на технологическое применение, позволили развить прикладные исследования материаловедческого характера с применением ионных пучков и очищенных от микрокапельной фракции потоков металлической плазмы в научно-исследовательском институте ядерной физики (г. Томск), институте физики прочности и материаловедения СО РАН, НПФ "Эвротех", ООО "Центр новых технологий", ГОУ ВПО "Уфимский авиационный технический университет", ГОУ ВПО "Сибирский государственный медицинский университет", Пекинском исследовательском институте авиационных технологий, ФГУП "ММПП "Салют".

Достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы подтверждается совпадением результатов, полученных при использовании различных методов измерения, с результатами аналитических расчетов. Подтверждением достоверности и обоснованности положений и выводов являются успешные испытания опытных образцов электрофизического оборудования и предложенных методов модификации свойств материалов.

Материалы диссертационной работы опубликованы в статьях [36, 37, 48, 69, 91, 173, 180, 201, 209, 211, 213, 214, 218, 223, 229, 241, 246, 247, 256, 262, 264, 273, 279, 283, 295, 300, 303, 304, 310, 312, 315, 331, 334, 336-338, 340, 344, 345, 353-355, 360, 361, 363] и в трудах конференций, симпозиумов и совещаний [181-183, 200-204, 206-208, 217, 219, 227, 230-232, 240, 253-255,

257, 263, 271, 272, 275, 276, 278, 280-282, 285, 302, 309, 313, 322, 346-348, 349, 350, 359, 365]. Предложенные в работе: метод короткоимпульсной плазменно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий; плазменно-иммерсионный времяпролетный спектрометр; прямоточные, электромагнитных фильтры жалюзийного типа для очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции защищены патентами РФ на изобретения [205, 250-252, 261, 301].

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Степанов, Игорь Борисович, 2010 год

1. Wright A.W. On the production of transparent metallic films by electrical discharge in exhausted tubes // Am. J. Sei. Arts. 1877. - V. 13. - P. 49-55.

2. Дороднов A.M., Петросов B.A. О физических принципах и типах вакуумных технологических плазменных устройств // ЖТФ 1987. — Т. 51. - С. 504-524.

3. Boxman R.L., Zhitomirsky V.N. Vacuum arc deposition devices // Rev. Sei. Instrum. — 2006. — V. 77.-P. 1-15.

4. Барвинок B.A. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. -М.: Машиностроение, 1990. 384 с.

5. Волин Э.М. Ионно-плазменные методы получения износостойких покрытий // Технология легких сплавов. 1984. - № 10. - С. 55-89.

6. Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 328 с.

7. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов М.: Энергоатомиздат, 1987.-187 с.

8. Гусева М.И. Ионная имплантация в металлах // Поверхность. Физика, химия, механика. 1982. - № 4. - С. 27-50.

9. Хирвонен Дж. Ионная имплантация. М.: Металлургия, 1985. - 392 с.

10. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы.—М.: Металлургия, 1990.-216 с.

11. Быстрицкий В.М., Диденко А.Н. Мощные ионные пучки. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.

12. Пранявичюс Л., Дудонис Ю. Модификация свойств твердых тел ионными пучками. Вильнюс: Мокслас, 1980. - 342 с.

13. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. — М.: Высшая школа, 1984. 214 с.

14. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. / Пер. с нем.; под ред. М.И. Гусевой. -М.: Наука, 1983.-326 с.

15. Польский В.И., Калин Б.А., Карцев П.И. Повреждение поверхности конструкционных материалов при воздействии плазменных сгустков // Атомная энергия. 1984. - Т. 56. - В. 2. - С. 83-88.

16. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками. / под ред. Дж. М. Поута. М.: Машиностроение, 1987. -424 с.

17. Финкельнбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. М.: Иностранная литература, 1961. - 370 с.

18. Лафферти Д. Вакуумные дуги. / Пер. с англ.; под ред. В. И. Раховского. М.: Мир, 1982.-432 с.

19. Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Импульсный электрический разряд в вакууме. Новосибирск: Наука, 1984. - 256 с.

20. Davis W.D., Miller Н.С. Analysis of the electrode products emitted by dc arcs in a vacuum ambient // J. Appl. Phys. 1969. - V. 40. - № 5. - P. 2212-2217.

21. Любимов Г.А., Раховский В.И. Катодное пятно вакуумной дуги // УФН. — 1978.-Т. 125.-В. 4.-С. 665-706.

22. Лунев В.М., Падалко В.Г., Хороших В.М. Исследование некоторых характеристик плазмы вакуумной металлической дуги // ЖТФ. 1977. — Т. 7. -С. 1486-1495.

23. Kimblin C.W. Erosion and ionization in the cathode spot regions of vacuum arcs // J. Appl. Phys.- 1973. -V 44. -№ 7. -P. 3074-3081.

24. Daalder J.F. Components of cathode erosion in vacuum arcs // J.Phys. D.: Appl. Phys. 1976. - V. 14. -P. 2379-2395.

25. Ппютто A.A. Ускорение положительных ионов в расширяющейся плазме вакуумных искр // ЖЭТФ. -1960. Т. 39. - В. 6. - С. 1589-1592.

26. Бугаев A.C., Гушенец В.И., Юшков Г.Ю., Оке Е.М., Андерс А., Браун Я., Гершкович А., Шпедке П. Генерация многозарядных ионов в плазме вакуумно-дугового разряда // Известия вузов. Физика. — 2001. — Т. 44. — №2. — С. 15-21.

27. Блинов И.Г., Дороднов А.М., Минайцев В.Е. Вакуумные сильноточные плазменные устройства и их применение в технологическом оборудовании микроэлектроники / Обзор по электронной технике. Сер. Микроэлектроника. — М.: ЦНИИ Электроника, 1974. В. 7,8. - 234 с.

28. Месяц Г.А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга. М.: «Наука», -2000.-С. 424с.

29. Удрис Я.Я. Разбрызгивание капель катодным пятном ртутной дуги. В кн.: Исследование в области электрического разряда в газах. - М—Л.: ГЭИ, -1958. -С 107-128.

30. Удрис Я.Я. О разрушении материалов катодным пятном дуги // Радиотехника и электроника. 1963.-Т. 8.-№6.-С. 1057-1065.

31. Раховский В.И., Ягудаев A.M. К вопросу о механизме разрушения электродов в импульсном разряде в вакууме. // ЖТФ. 1969. - Т. 39. - С. 317-320.

32. Клярфелд Б.Н., Неретина H.A., Дружинина H.H. Разрушение металлов катодным пятном дуги в вакууме // ЖТФ. 1969. - Т. 39. - С. 1061-1065.

33. Бугаев С.П., Бакшт Р.Б., Литвинов Е.А., Стасьев В.П. Исследование формирования сильноточных искр методом скоростной интерферометрии // Теплофизика высоких температур. 1976. - Т. 14. - № 6. - С. 1145-1150.

34. Boxman R.L., Goldsmith S. The interaction between plasma and macroparticles in a multi-cathode-spot vacuum arc // J. Appl. Phys. 1981. - V. 52. - P. 151-161.

35. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B. Development of filtered DC metal plasma ion implantation and coating deposition methods based on high-frequency short-pulsed bias voltage application // Vacuum. 2005. - V. 78. - P. 331-336.

36. Рябчиков А.И., Дектярев C.B., Степанов И.Б. Источники "Радуга" и методы импульсно-периодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов // Известия вузов. Физика. 1998. - № 4. - С. 193-207.

37. Аксенов И.И., Хороших В.М. Потоки частиц и массоперенос в вакуумной дуге. Обзор. -М.: ЦНИИ "Атоминформ", 1984. 57 с.

38. Раховский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. — М.: Наука, 1970. 536 с.

39. Tuma D.T., Chen C.I., Davies D.K. Erosion products from the cathode spot region of a copper vacuum arc // J. Phys. D: Appl. Phys.-1977.- V. 10. №3. - P. 3821-3831.

40. Utsumi Т., English J.H. Study of electrode products emitted by vacuum arcs in form of molten metal particles // J. Appl. Phys. 1975. - V. 46. - №1. - P. 126-131.

41. Карпенко Г.Д., Лойко B.A. Исследование структуры покрытий на основе нитрида титана // Весц1 АН БССР. Сер. физ. техн. Наук. - 1986. - №1. - С. 31-34.

42. Brown I.G. The Physics and Technology of Ion Sources.-N-Y.: Wiley, 1989 — 331 p.

43. Brown I.G., Oks E.M. Vacuum arc ion sources a brief historical review // IEEE Trans on plasma science. - 1997. - V. 25. - № 6. - P. 1222-1228.

44. Аксенов И.И., Падалка Г.П., Хороших В.М. Формирование потоков металлической плазмы. Обзор. М.: ЦНИИ "Атоминформ". — 1984. - 83 с.

45. Apparatus for coating a metal gas-pressure bottle or tank: Pat. 4869203 United States. № 317938/07; 26.09.89 12 p.

46. Валуев В.П. Рыбников С.И., Кузнецов В.Г. Нанесение вакуумно-дуговых покрытий на крупногабаритные изделия и изделия сложной формы // Инструмент и технологии. 2004. - № 17-18. - С. 33-39.

47. Рябчиков А.И., Дектярев С.В., Степанов И.Б. Особенности эмиссионных свойств импульсных широкопучковых источников ионов и плазмы на основе испарения металла вакуумной дугой // Известия вузов. Физика. 1994. - Т. 37. - № 2. — С. 82-92.

48. Krannich G., Richter F., Hahn J., Pintaske R., Filippov V. В., Paderno Y. // Diamond Relat. Mater. 1997. - № 6. - P. 1005-1009.

49. Thornton J. A., Greene J. E. in Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings / edited by R. F. Bunshah. NJ.: 2nd ed. Noyes, Park Ridge, 1994. - 54 p.

50. Scheibe H.-J., Schultrich В., Wilberg R., Faltz M. Laser-Arc technology for industrial hard coating deposition // Surf. Coat. Technol. — 1997. V. 97. - P. 410-416.

51. Коваль H.H., Крейндель Ю.Е., Литвинов E.A. Развитие кнудсеновской дуги с катодным пятном // ДАН СССР. 1988. - Т. 300. - В. 5. - С. 1108-1111.

52. Борисов Д.П., Коваль Н.Н., Щанин П.М. Генерация объемной плазмы дуговым разрядом с накаленным катодом // Известия вузов. Физика. 1994. — № 3. - С. 115-120.

53. Timoshenko A.I. Taran V.S. Tereshin V.I. Plasma characteristics of two-step vacuum-arc discharge and its application for a coatings deposition // Problems of atomic science and technology. — 2007. №.1. - P. 179-181.

54. Бикташев A.A., Желонкин O.B., Глинкин B.A., Ляпин А.П. Напылительные установки ЗАО "Ферри Ватт" // Электровакуумная техника и технология: Труды научно-технического семинара. — Москва, 2006. — С. 128-147.

55. Дороднов А.М. // ЖТФ. -1978. Т. 48. - № 9. - С. 1858-1870.

56. Саблев Л.П., Долотов Ю.И., Ступак Р.И., Осипов В.А. Электродуговой испаритель металлов с магнитным удержанием катодного пятна // ПТЭ. -1976.-№4.-С. 247-249.

57. Блинов И.Г., Дороднов A.M., Минайцев В.Е. Вакуумные сильноточные плазменные устройства и их применение в технологическом оборудовании микроэлектроники. Обзор по электронной технике. Сер. Микроэлектроника. -М.: ЦНИИ Электроника. 1974. - В. 7-8. - 347 с.

58. Абрамов И.С., Быстров Ю.А., Вильдгрубе В.Г. Плазменные ускорители и их применение в технологии. Обзор по электронной технике. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы. М.: ЦНИИ Электроника. 1986. -В. 3.-285 с.

59. Kourtev J., Pascova R., Weift mantel E. A modified method for arc deposition of TiN thin films // Vacuum. 1997. - V. 48. - № 1. - P. 7-12.

60. Tai C. N., Koh E. S., Akari K. Macroparticles on TiN films prepared by the arc ion plating process // Surf. Coat. Technol. -1990. V. 43-44. - P. 324-335.

61. Schanin P.M., Koval N.N., Kozyrev A.V., Goncharenko I.M., Grigoriev S.V., Tolkachev V.S. Interaction of the droplet fraction of a vacuum arc with the plasma of a gas discharge // J. Tech. Phys. 2000. - V. 41. - № 2. - P. 177-184.

62. Boxman R.L., Goldsmith S. Macroparticle contamination in cathodic arc coatings: generation, transport and control // Surf. Coat. Technol. 1992. - V. 52. - P. 39-50.

63. Аксенов Д.С., Аксенов И.И., Стрельницкий B.E. Подавление эмиссии макрочастиц в вакуумно-дуговых источниках плазмы // Вопросы атомной науки и техники. 2007. - № 6. - С. 106-115.

64. Storer J., Galvin J.E., Brown I.G., Transport of vacuum arc plasma through straight and curved magnetic ducts // J. Appl. Phys. 1989. - V. 66. - № 11. - P. 5245-5250.

65. Косогор С.П. Порошковые катоды, тонкие пленки и покрытия // Тез. докл. Научно-технической конференции по программе "Технология, машины и производства будущего". -Пермь, 1993. Ч. II. - С. 15-18.

66. Степанов И.Б. Разработка и исследование источника ускоренных ионов и плазмы на основе непрерывного вакуумно-дугового разряда и систем очистки плазмы от микрокапельной фракции: Дис. канд. техн. наук. Томск, 1998. -186 с.

67. Karpov D.A. Cathodic arc sources and macroparticle filtering // Surf. Coat. Technol. 1997. — V. 96.-P. 22-33.

68. Аксенов Д.А., Аксенов И.И., Стрельницкий В.Е. Вакуумно-дуговые источники эрозионной плазмы с магнитными фильтрами: обзор // Вопросы атомной науки и техники. 2007. - № 2. - С. 190-202.

69. Аксенов И.И., Белоус В.А., Васильев В.В., Волков Ю.Я., Стрельницкий В.Е. Прямолинейный сепаратор углеродной плазмы вакуумной дуги // Вопросы атомной науки и техники. — 2001. — № 2. С. 127—130.

70. Морозов А.И. Фокусировка холодных квазинейтральных пучков в электромагнитных полях // ДАН СССР. 1965. - Т. 163. - В. 6. - С. 1363-1367.

71. Морозов А.И., Лебедев C.B. Плазмооптика / В кн.: Вопросы теории плазмы. -М.: Атомиздат, 1974. В. 8. - 247 с.

72. Аксенов И.И., Белоус В.А., Падалка В.Г., Хороших В.М. Транспортировка-плазменных потоков в криволинейной плазмооптической системе // Физика плазмы. 1978. - Т. 4. - В. 4. - С. 758-763.

73. Войценя B.C. Горбанюк А.Г., Онищенко И.Н., Сафронов Б.Г. Движение плотных плазменных сгустков в магнитном поле тороидального соленоида // ЖТФ. 1964. - Т. 34. - В. 2. - С. 260-284.

74. Хижняк Н.С. Движение плазменного сгустка в магнитном поле тороидального соленоида // ЖТФ. 1965. - Т. 35. - В. 5. - С. 847-855.

75. Keidar M., Beilis I.I., Aharonov R., Arbilly D, Boxman R.L. and Goldsmith S. Macroparticle distribution in a quarter-torus plasma duct of a filtered vacuum arc deposition system // J.Phys. D: Appl. Phys. 1997. - № 30. - P. 2972-2978.

76. Keidar M, Beilis I.I., Boxman R.L. and Goldsmith S. Transport of Macroparticles in Magnetized Plasma Ducts // ШЕЕ Trans. Plasma Sei. 1996. - V. 24. - № 1. - P. 226-234.

77. Zeng Z.M., Zhang Т., Tang B.Y., Tian X.B., Chu P.K. Improvement of tribological properties of 9Crl8 bearing steel using metal and nitrogen plasma-immersion ion implantation // Surf. Coat. Technol. 1999. - V. 115. - P. 234-238.

78. Аксенов И.И. Белоус B.A., Падалка В.Г., Хороших В.М., Патент Швеции № 8201888-8, М.кл. HOSH 1/50, 24.03.82.

79. Вакуумно-дуговое устройство: пат. Рос. Федерация. № 2039849; заявл. 09.03.1992; опубл. 20.07.1995.

80. Плютто А.А. Исследование сильноточных импульсных пучков заряженных частиц и процессы ускорения ионов в электронном пучке: Дис. . доктора физ.- мат. наук. Сухуми, 1969. - 330 с.

81. Prewett P. D., Holmes R. A vacuum arc source for C+ ions // J. Phys. E: Sci. Instrum. 1979. -V. 12.-P. 179-181.

82. Adler R. J., Picraux S. T. Repetitively pulsed metal ion beams for ion implantation // Nucl. Instrum. Meth. 1985. - V. 6. - P. 123-126.

83. Oks E., Spadtke P., Emig H., Wolf B.H. Ion beam noise reduction method for the Mewa ion source // Rev. Sci. Instrum. 1994. - V. 65. - № 10- P. 3109-3113.

84. Brown I. G. Vacuum arc ion sources // Rev. Sci. Instrum. 1994. - V. 65. - № 10 -P. 3061-3065.

85. Баженов Г.П., Бугаев С.П., Ерохин Г.П., Киселев В.Н., Лигачев Н.Е., Чесноков С.М., Янчук А.В. Источник ионов металлов на основе дугового разряда с холодным катодом // Сильноточная электроника: Тез. докл. V Всес. Симп. -Томск, 1984. Т. 2. - С. 93-95.

86. Ryabchikov A.I., Dektjarev S.V., Stepanov I.B. The metal vapor vacuum arc ion sources Raduga//Rev. Sci. Instrum. 1994. -V. 65. -№ 10. -P. 3126-3130.

87. Арзубов H.M., Ваулин B.A., Рябчиков А.И. А.С. 1395024 СССР. Опубл. в Б.И. 1990, -№36.

88. Арзубов H.A., Ваулин В.А., Рябчиков А.И. A.C. 1412517 СССР. Опубл. в Б.И. 1990,-№36.

89. Raybchikov A.I. Repetitively pulsed vacuum arc ion and plasma sources and new methods of ion and ion-plasma treatment of materials // Surf. Coat. Technol. 1997. -V. 96.-P.9-15.

90. Pogrebnjak A.D., Tolopa A.M. A Review of high-dose implantation and production of ion-mixed structures //Nucl. Instrum. and Meth. 1990. - V. 52. - P. 25-43.

91. Бугаев С.П., Толопа A.M. Работы по получению широкоапертурных потоков ионов и плазмы металлов // Сильноточная электроника: Тез. докл. VIII Всесоюз. симп. Томск, 1988. - Т. 1. - С. 84-88.

92. Brown I.G. Applications of the ME WA high current metal ion source // Nucl. Instrum. and Meth. in Phys. Res. 1987. - V. 24/25. - P. 841-844.

93. Brown I.G., Galvin J.E., MacGill R.A. West M.W. Multiply charged metal ion beam // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. 1989. - V. 43. - P.455-458.

94. Brown I.G., Spadtke P.S., Emig H., Rück D. M., Wolf В. H. Beam intensity fluctuation characteristics of the metal vapor vacuum arc ion source // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. 1990. - V. 295. - P.12-20.

95. Brown I.G. Metal vapor vacuum arc ion sources // Rev. Sei. Instrum. 1992. - V. 63.-№4.-P. 2351-2356.

96. Brown I.G., Dickinson M.R., Galvin J.E., Godechot X., MacGill R.A. Versatile high current metal ion implantation facility // Surface and Coatings Technology. 1992. -V.51.-P. 529-533.

97. Brown I.G., Feinberg W., Galvin J.E. Multiply stripped ion generation in the metal vapor vacuum arc // J. Appl. Phys. 1988. - V. 63. - № 10. - P. 4889-4899.

98. Рябчиков А.И. Импульсно-периодические многофункциональные источники ионов на основе вакуумной дуги и нетрадиционные методы ионно-лучевой, ионно-плазменной обработки материалов: Дис. док. физ.-мат. наук. Томск, 1994.-257 с.

99. Бугаев С.П., Оке Е.М., Щанин П.М. Источник ионов металлов на основе вакуумной дуги с контрагированным разрядом // ПТЭ. — 1990. — Т. 6. — С. 125-127.

100. Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Источник ионов металлов на основе вакуумной дуги с контрагированным разрядом // УШ Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. — Свердловск, 1990. — Ч. 1. — С. 49-51.

101. Bugaev S.P., Nikolaev A.G., Oks Е.М. Schanin P. M., Yushkov G. Yu. The 100 kV gas and metal ion source for high current ion implantation // Rev. Sci. Instrum. -1992. -V. 63. № 4. - P. 2422-2424.

102. Габович M.A. Физика и техника плазменных источников ионов. — М.: Атомиздат, 1972. 304 с.

103. Габович М.Д., Плешивцев Н.В., Семашко Н.Н. Пучки ионов и атомов для управляемого термоядерного синтеза и технологических целей. М.: Энергоатомиздат, 1986.-248 с.

104. Self S.A. Exact Solution of the Collisionless Plasma-Sheath Equation // Phys. Fluids. 1963.-V. 6.-P. 1762-1769.

105. Давыденко В.И., Морозов И.И. Стабилизация тепловой неустойчивости электродов многощелевой ионно-оптической системы продольным« натяжением-Новосибирск: Препринт 91-76, ИЯФ СО АН СССР, 1991. -10 с.

106. YutakaInouchi, Takatoshi Yamashita, Shuichi Fujiwara, Yasuhiro Matsuda, Hiroshi Inami, Kouzi Matsunaga, and Koji Matsuda. Extraction characteristics of a high current metal ion source // Rev. Sci. Instrum. 1992. - V. 63. - № 4. - P. 2478-2480.

107. Аксенов А.И., Толопа A.M. Нейтрализация широкоапертурных потоков ионов металлов // YU Всес. симп. по сильноточной электронике. Тез. докд. Ч. III. -Томск, 1988.-С. 275-277.

108. Zalycki L., Kutzner J. Ion currents in the vacuum arc // Proc. VII th Intern. Symp. On Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Novosibirsk, 1976. - P. 297—302.

109. Brown I.G., Godechot X. Vacuum arc ion charge-state distribution // IEEE Trans. Plasma Sci. -1991. V. 19. - № 5. - P. 713-717.

110. Anders A., Anders S., Juttner В., Brown I.G. Time dependence of vacuum arc parameters // IEEE Trans. Plasma Sci. -1993. V. 21. - № 3. - P. 305-311.

111. Daalder J.F. Erosion and the origin of charged and neutral species in vacuum arcs // J.Phys. D.: Appl.Phys. 1975. -V. 8 - P. 1647-1659.

112. Рябчиков А.И., Луконин Е.И., Карпов Д.А. Импульсно-периодические методы формирования ионно-плазменных потоков и их технологическое применение // Тез. докл. IX Симпозиума по сильноточной электронике. -Екатеринбург,1992. -Т. 3. С. 86-88.

113. Николаев А.Г. Источники широкоапертурных ионных пучков на основе вакуумного дугового разряда в сильном магнитном поле: Дис. канд. тех. наук. -Томск, 1998.-124 с.

114. Brown I.G., Dickinson M.R., Galvin J.E., MacGill R. A. Development of a dc, broad beam, MEWA ion sources // Rev. Sci. Instrum. 1992. - V. 63. - № 4. - P. 2417-2419.

115. Аксенов А.И., Бугаев С.П., Толопа A.M. Широкоапертурный источник ионов установки имплантации металлов // ГТГЭ. — 1988. № 4. - С. 133-135.

116. Adler R.J., Picraux S.T. Repetitively pulsed metal ion beams for ion implantation // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 1985. V. 6. -P. 151-157.

117. A.c. 1412517 СССР. Способ ионной имплантации. Арзубов Н.А., Ваулин В.А., Рябчиков А.И. Приоритет от 26.03.86., БИ 1990, № 33.

118. Арзубов Н.М., Исаев Т.П., Рябчиков А.И. Вакуумно-дуговой частотно-импульсный источник ионов // VI Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Тез. докл. Томск, 1986. - С. 184-186.

119. Арзубов Н.М., Исаев Г.П., Рябчиков А.И. Использование вакуумно-дугового частотно-импульсного ускорителя ионов в технологии // Всесоюз. конф. поплазменным ускорителям и ионным инжекторам. Тез. докл. Днепропетровск, 1986.-С. 224-245.

120. Conrad J.R. Method and apparatus for plasma source ion implantation, U.S. patent 4,764,394, Wisconsin Alumni Research Foundation, Madicon, WI, 1988.

121. Conrad J.R., Dodd R.A., Worzala F.J., Qiu X. Plasma source ion implantation: A new, cost-effective, non-line-of-sight technique for ion implantation of materials // Surf. Coat. Technol. 1988. - V. 36. - P. 927-937.

122. Lieberman M.A. Model of plasma immersion ion implantation // J. Appl. Phys. -1989. V. 66. - P. 2926-2929.

123. Anders A. Handbook of plasma immersion ion implantation and deposition. New York: Wiley & Sons, 2000. - 553.

124. Scheuer J.T., Shamim M., Conrad J.R. Model of plasma source ion implantation in planar, cylindrical and spherical geometries // J. Appl. Phys. 1990. - V. 67 - P. 1241-1245.

125. Conrad J. Sheath thickness and potential profiles of ion-matrix sheaths for cylindrical and spherical electrodes // J. Appl. Phys. 1987. - V. 62. - P. 777-779.

126. Giinzel R., Brutscher J., Mandl S., Moller W. Utilization of plasma source ion implantation for tribological applications // Surf. Coat. Technol. 1997. - V. 96. — № 3. - P. 16-21.

127. Riemann K.-U. The Bohm criterion and sheath formation // J. Phys. D: Appl. Phys. -1991.-V. 24.-P. 493-518.

128. Stewart R.A., Lieberman M.A. Model of plasma immersion ion implantation for voltage pulses with finite rise and fall times // J. Appl. Phys. 1991. - V. 70. - P. 3481-3487.

129. Wood B.P. Displacement current and multiple pulse effects in plasma source ion implantation // J. Appl. Phys. 1993. - V. 73. - P. 4770-4778.

130. Vahedi V., Lieberman M.A., Alves M.V., Verboncoeur J. P., Birdsallet С. К. A one-dimensional collisional model for plasma-immersion ion implantation // J. Appl. Phys. 1991. - V. 69. - № 4. -P. 2008-2014.

131. Shamim M., Scheuer J.T., Fetherston R.P., Conrad J.R. Measurement of electron emission due to energetic ion bombardment in Plasma Source Ion Implantation // J. Appl. Phys. 1991. - V. 70. - P. 4756-4759.

132. Qin S., Chan C., Jin Z.J. Plasma immersion ion implantation model including multiple charge state // J. Appl. Phys. 1996. -V. 79. - P. 3432-3437.

133. Matossian J.N., Williams J.D. Confinement of secondary electrons in plasma ions processing // U.S. patent 5,498,290, Hughes Aircraft Company, Los Angeles, CA, 1996.

134. Rej D.J., Wood B.P., Faehl R.J., Fleischmann H.H. Magnetic insulation of secondary electrons in plasma source ion implantation // J. Vac. Sci. Technol. 1994. - V. 12. -P. 861-866.

135. Sheridan T.E. Ion-matrix sheath in a cylindrical bore // J. Appl. Phys. 1993. - V. 74.-P. 4903-4906.

136. Lee E.H., Rao G.R., Lewis M.B., Mansur L.K. Ion Beam Application for improve polymer surface properties // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 1993. - V. 74. -P. 326-330.

137. Calcagno L., Campagnini G., Foti G. Structural modification of polymer films by ion irradiation // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. 1992. - V. 65. - P. 413-422.

138. Emmert G.A. Model for expanding sheaths and surface charging at dielectric surfaces during plasma source ion implantation // J. Vac. Sci. Technol. 1994. -V. 12.-P. 880-883.

139. Linder B.P., Cheung N.W. Plasma immersion ion implantation with dielectric substrates // IEEE Trans. Plasma Sci. 1996. - V. 24. - P. 1383-1388.

140. Matossian J.N., Shumacher R.W., Pepper D.M. Surface potential control in plasma processing of materials // U.S. patent 5,374,456, Hughes Aircraft Company, Los Angeles, CA, 1994.

141. Ricky K. Y. Fu, Xiubo Tian, Paul K. Chu. Enhancement of implantation energy using a conducting grid in plasma immersion ion implantation of dielectric/polymeric materials // Rev. Sci. Instrum. 2003. - V. 74. - № 8. - P. 3697-3700.

142. Matossian N., Wei R. Operating characteristic of a 100 kV, 100 kW plasma ion implantation facility // Surf. Coat. Technol. 1996. - V. 85. - P. 92-97.

143. Nikolaev A.G., Yushkov G.Y., Oks E.M., McGill R.A., Dickinson M.R., Brown I.G. Vacuum arc trigger based on ExB discharges // Rev. Sci. Instrum. 1996. - V. 67. -P. 3095-3098.

144. Wood В .P., Henins I., Gribble R.J., Reass W.A., Faehl R.J., Nastasi M.A., Rej DJ. Initial operation of a large-scale plasma source ion implantation experiment // J. Vac. Sci. Technol. -1994. -V. 12. P. 870-874.

145. Godyak V.A., Piejak R.B. Abnormally low electron energy and heating-mode transition in a low-pressure argon RF discharge at 13.56 MHz // Phys. Rev. Lett. -1990.-V. 65.-P. 996-999.

146. Lister G.G., Cox M. Modelling of inductively coupled discharges with internal and external coils // Plasma sources Sci. Technol. -1992. V. 1. - P. 67-73.

147. Wu Y.X., Liebermann M.A. A traveling wave-driven, inductively coupled large area plasma source // Appl. Phys. Lett. 1998. - V. 72. - P. 777-779.

148. Marec J., Leprince P. Microwave discharges: structures and stability, in Microwave discharges: Fundamentals and Applications, C.M. Ferrera and M. Moisan, Eds. — New York: Plenum, 1993. P. 34-63.

149. Vintizenko L.G., Koval N.N., Tolkachev V.S., Schanin P.M. Elongated Arc Plasma Generator // Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows: Proc. of the 5th International Conference. Tomsk, 2000. - P. 578-582.

150. Kaufman H.R., Robinson R.S., Seddon R.I. End-hall ion source // J. Vac. Sci. Technol. 1987.-V. 5.-P. 2081-2084.

151. Holmberg K., Matthews A. Coatings Tribology: Properties, Techniques and Applications in Surface Engeneering. Amsterdam: Elsevier, 1994. - 53 p.

152. Кузьмин O.C., Лигачёв A.E., Пирогов H.B., Потёмкин Г.В., Рябчиков А.И. Установка ионной имплантации на 50 кэВ для упрочнения металлоизделий // Известия вузов. Физика. 1987. - № 8. - С. 94-96.

153. Диденко А.Н. Щаркеев Ю.П., Козлов Э.В., Рябчиков А.И. Эффекты дальнодействия в ионно-имплантируемых металлических материалах. — Томск: Изд-во НТЛ, 2004. 328 с.

154. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П., Пащенко О.В. Тепломассоперенос в твердом теле под действием мощных пучков заряженных частиц. Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма, 1999. - 176 с.

155. Плешивцев Н.В., Бажин А.И. Физика воздействия ионных пучков на материалы. — М.: Вузовская книга, 1998. — 392 с.

156. Potter D.I., Ahmed М., Lamond S. Microstructuctural developments during implantation of metals. Ion implantation and ion beam processing of materials // Materials research society symposia proceedings. 1984. - V. 27. - P. 117-126.

157. Кумахов M.A., Комаров Ф.Ф., Энергетические потери и пробеги ионов в твердых телах. Минск: Изд-во Белор. Университета, 1979. - 319 с.

158. Kurin M.N., Mal'tsev G.I., Koshelev F.P., Krivobokov V.P., Kaplanskii O.G., Daiymov V.S. Radiation-stimulated diffusion of silver in quartz // Soviet Physics Journal. 1977. - V. 20. - №. 2. - P. 238-239.

159. Кадыржанов K.K., Комаров Ф.Ф., Погребняк А.Д., Русаков B.C., Туркебаев Т.Э. Ионно-лучевая и ионно-плазменная модификация материалов. М.: Изд— во МГУ, 2005. - 640 с.

160. Рябчиков А.И. Нетрадиционные методы импульсно-периодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов // Известия вузов. Физика. -1994.-№6.-С. 52-63.

161. Anders A. Metal plasma immersion ion implantation and deposition: a review // Surf. Coat. Technol. -1997.-V. 93. -P. 157-167.

162. Ryabchikov A.I., Nasyrov R.A. Repetitively pulsed, high-concentration implantation // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. -1991. V. 61. P. 48-52.

163. Brown I.G., Anders A., Dickinson M.R., MacGill R.A., Monteiro O.R. Recent advances in surface processing with metal plasma and ion beams // Surf. Coat. Technol 1999.-V. 112.-P. 271-279.

164. Ryabchikov A.I. Repetitively pulsed vacuum arc ion and plasma sources and new methods of ion and ion-plasma treatment of materials // Surf. Coat. Technol. 1997. -V. 96.-P. 9-15.

165. Keidar M., Beilis I.I., Aharonov R., Arbilly D., Boxman R.L., Goldsmith S. Macroparticle distribution in a quarter-torus plasma duct of a filtered vacuum arc deposition system // J.Phys. D: Appl. Phys. 1997. - V. 30. - P. 2972-2978.

166. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B. Investigations of forming metal-plasma flows filtered from micropaticle fraction in vacuum-arc evaporators // Rev. Sci. Instrum. — 1998. V. 69.-P. 893-897.

167. Наноинженерия поверхности. Формирование неравновесных состояний в поверхностных слоях материалов методами электронно-ионно-плазменных технологий. Под редакцией Н.З. Ляхова, С.Г. Псахье. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008.-276 с.

168. Ziebert С., Ulrich S. Hard multilayer coatings containing TiN and/or ZrN: A review and recent progress in their nanoscale characterization // J. Vac. Sci. Technol. — 2006. V. 24. - № 3. - P. 554-583.

169. Ryabchikov A.I., Petrov A.V., Stepanov I.B., Shulepov I.A., Tolmachjeva V.G. High current and high intensity pulsed ion beam sources for combined treatment of materials // Rev. Sci. Instrum. 2000. - V. 71. - P. 783-785.

170. Клиланд Д, Кинг В. Системный анализ и уравнение М.: Советское радио, 1974.-278 с.

171. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы.-М.: Металлургия, 1990.-216 с.

172. Кадыржанов К.К., Комаров Ф.Ф., Погребняк А.Д., Русаков B.C., Туркебаев Т.Э. Ионно-лучевая и ионно-плазменная модификация материалов. М.: Издательство МГУ, 2005. - 640 с.

173. Аксенов Б.В., Котельников В.А. Зондовый метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 240 с.

174. Диагностика плазмы. / Под ред. Р. Хаддлстона и Е. Леонарда. М.: Мир, 1967.-250 с.

175. Москалев В.А., Сергеев Г.И. Измерение параметров пучков заряженных частиц. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 240 с.

176. Зайдель А.Н. Погрешности измерений физических величин. Л.: Наука, 1985. -112 с.

177. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978. - 262 с.

178. Зажигаев Л.С., Кишьян A.A., Романинов Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента-М.: Атомиздат, 1978—232с.

179. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969. - 291 с.

180. Девятов A.M., Мальков М.А. Диагностика плазмы в магнитном поле. Плоский зонд // Известия вузов. Физика. 1984. - № 3. - С. 29-39.

181. Кузнецов В.И., Эндер А .Я. Численно-аналитический метод решения нестационарных задач в бесстолкновительной плазме // ЖТФ. 1979. — Т.4. — №Ю.-С. 2176-2179.

182. Девятов A.M., Мальков М.А. Диагностика плазмы в магнитном поле. Плоский, зонд // Известия вузов. Физика. 1984. - № 3. - С. 29-39.

183. Садовская Г.А. Обработка результатов измерений. — Рязань.: Издательство Рязанского радиотехнического института, 1986. 36 с.

184. Бугаев A.C., Гушенец В.И., Николаев А.Г., Оке Е.М., Юшков Г.Ю. Исследование ионного пучка источника "Титан" времяпролетным масс-спектрометром // Известия вузов. Физика. 2000. - Т. 43. - № 2. - С. 21-28.

185. Смирнов Б. М. Физика слабоионизованного газа. М: Наука, 1978. - 346 с.

186. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B. A New Mieropatical Filtering System for Vacuum Arc Plasma Generators // 18 th Symposium on Plasma Physics and Technology. -Prague, Czech Republic, 1997.-P. 56.

187. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B. Investigations of forming metal-plasma flows filtered from micropaticle fraction in vacuum-arc evaporators // 7th International Conference on Ion Sources. Taormina, Italy, 1997. - P. 23.

188. Stepanov I.B., Ryabchikov I.A., Dektyarev S.V. Investigation of tungsten dc vacuum arc characteristics. Technological application //Surface and coatings technology. — 2007. V. 201. - P. 6526-6529.

189. Рябчиков А.И., Рябчиков И.А., Степанов И.Б. Способ измерения спектра ионов и времяпролётный спектрометр ионов: пат. 2266587 Рос. Федерация. № 2004122707/28; заявл. 23.07.2004; опубл. 20.12.05, Бюл. № 35.

190. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Sinebryukhov A.A. Plasma Immersion Ion Charge State and Mass Spectrometer // Proceedings of the 11th International Conference on Ion Sources. Caen, France, 2005. - P. 205.

191. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Usov YU.P. New approaches to Plasma Diagnostics // Plasma-Based Ion Implantation and Deposition: Proceedings of the 8th International Workshop. Chengdu, China, 2005. - P. 18-22.

192. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Sinebryukhov A.A. Plasma immersion ion charge state and mass spectrometer // Rev. Sci. Instrum. 2006. - V. 77.-P. 303-307.

193. Степанов И.Б. Аксиально-симметричные фильтры жашозийного типа для очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции // Технология машиностроения. 2007. - № 5. - С. 44—51.

194. Гаврилов Н.В., Мамаев А.С., Медведев А.И. Азотирование аустенитной нержавеющей стали в низковольтном пучковом разряде. // Известия вузов. Физика.-2009.-Т. 52.-№ 11/2.-С. 166-171.

195. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Usov Yu.P. New approaches to Plasma Diagnostics // Surf and Coat Technol. 2007 - V. 201. - P. 6635-6637.

196. Nordin M., Ericson F. Growth characteristics of multilayered physical vapour deposited TiN/TaN* on high speed steel substrate // Thin Solid Films. 2001 - V. 385.-№ l.-P. 174-181.

197. Mori Т., Fukuda S., Takemura Y. Improvement of mechanical properties of Ti/TiN multilayer film deposited by sputtering // Surf. Coat. Technol 2001 - V. 140. - P. 122-127.

198. Stepanov I.B., Shulepov I.A., Sivin D.O., Eremin S.E. Methods and Equipment for Complex Investigation of Modified Surface Layers and Coatings // Известия вузов. Физика. 2006. № 8. - Приложение. - С. 497-500.

199. Зандерны А. Методы анализа поверхностей / Пер. с англ. — М.: Мир, 1979. 582 с.

200. Бриггс Д., Сих Н.П. Анализ поверхности методами Оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. — М.: Мир, 1987. — 598с.

201. Иванов В.Ш. Кораблев В.В., Брытов И.А. Достижения в области количественной электронной Оже-спектроскопии поверхности твердого тела // Труды ЛПИ. 1989 - № 412. - С. 10-14.

202. Степанов И.Б., Шулепов И.А., Солдатов А.И., Сорокин П.В. Автоматическое управление и регистрация на Оже-спектрометре 09 ИОС-3 // Приборы и техника эксперимента. 2003 - № 3. - С. 166-167.

203. Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. М.: Физматгиз, 1962.-892 с.

204. Собельман М.И. Введение в теорию атомных спектров. —М.: Наука, 1977. -319 с.

205. Никитин А.А., Рудзикас З.Б. Основы теории спектров атомов и ионов. — М.: Наука, 1983.-320 с.

206. Петржик М.И.; Филонов M.P.; Печеркин K.A.; Левашов Е.А.; Олесова В.Н.; Поздеев А.И. // Известия вузов. Цветная металлургия. 2005 — № 6. — С. 62-69.

207. Ландау Л., Лифшиц М. Теория упругости. -М.: Наука, 1987. 248 с.

208. Musil J., Zeman Н., Kunc F., Vlcek J. Measurement of hardness of superhard films by microindentation // Materials Science and Engineering A. 2003 - V. 340. - № 1-2.-P. 281-285.

209. Oliver W.C., Pharr G.M. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments // J. Mater. Res. -1992 V. 7. - № 6. - P. 1564-1583.

210. Левашов E.A. Обеспечение единства измерений физико-механических и трибологических свойств наноструктурированных поверхностей // Нанометр. 2009. URL: http://www.nanometer.ni/2009/02/l l/nanometrologia58090.html.

211. Doerner M.F, Nix W.D. A method for interpreting the data from depth sensing indentation instruments // Journal of Materials Research- 1986- V. 1 —№ 4 — P. 601-609.

212. Leyland A., Matthews A. On the significance of the H/E ratio in wear control: a nanocomposite coating approach to optimised tribological behavior // Wear. 2000 - V. 246. № 1-2.-P. 1-11.

213. Pharr G.M. Measurement of mechanical properties by ultra-low load indentation // Materials Science and Engineering A. 1998 - V. 253. - № 1-2. - P. 151-159.

214. Рябчиков А.И, Степанов И.Б., Шулепов И.А, Сивин Д.О. Комплексное исследование модифицированных поверхностных слоев и покрытий // Известия вузов. Физика. 2007 - № 10/3. - С. 10-15.

215. Плютто А.А, Рыжков В.Н, Капин А.Т. Высокоскоростные потоки плазмы вакуумных дуг // ЖЭТФ. -1964. Т. 47. - № 2. - С. 494-507.

216. Лунев В.М, Падалка В.Г, Хороших В.М. Применение однопольного масс-спектрометра для исследования ионного компонента плазменного потока, генерируемого вакуумной дугой // ПТЭ. 1976. - № 5. - С. 189-190.

217. Vacuum Arc Science and Technology / edited by R. L. Boxman, P. J. Martin, D. M. Sanders.-Noyes, Park Ridge: NJ.-Chap, 1995.-P. 77-281.

218. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. - 529 с.

219. Ryabchikov A.I, Stepanov I.B, Dektjarev S.V, Sergeev O.V. Vacuum arc ion and plasma source Raduga 5 for materials treatment // Rev. Sci. Instrum. 1998. - V.69. -P. 810-813.

220. Ryabchikov A.I, Ryabchikov I.A, Sivin D.O, Stepanov I.B. Recent advances in surface processing with filtered DC vacuum-arc plasma // Vacuum. 2005. - V. 78. p. 445-449.

221. Shi X., Tay B.K., Flynn D.I., Ye Q., Sun Z. Characterization of filtered cathodic vacuum arc system // Surf. Coat. Technol. 1997. - V. 94/95. - P. 195-2000.

222. Рябчиков А.И. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц: пат. 2108636 Рос. Федерация. № 96108298/09; заявл. 23.04.96; опубл. 10.04.98.

223. Рябчиков А.И., Степанов И.Б.Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты): пат. 2097868 Рос. Федерация. № 96114637/07; заявл. 09.07.96; опубл. 21.11.97.

224. Рябчиков А.И., Степанов И.Б.Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты): пат. 2107968 Рос. Федерация. № 96116291/09; заявл. 06.08.96; опубл. 27.03.98.

225. Рябчиков А.И, Рябчиков И.А., Степанов И.Б., Еремин С.Е., Сивин Д.О. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц: пат. 2364003 Рос. Федерация. № 2008107365/28; заявл. 26.02.08; опубл. 10.08.09, Бюл. № 22.

226. Степанов И.Б. Оптически непрозрачные системы жалюзийного типа для очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции // Известия вузов. Физика. 2007. - № 10/3. - С. 16-24.

227. Оке Е.М. Плазменные источники интенсивных электронных и ионных пучков на основе разрядов низкого давления с ненакаливаемым катодом в магнитном поле: дис. док. технических наук. Томск, 1994. — 272 с.

228. Морозов А.И., Соловьев JT.C. Стационарные течения плазмы в магнитном поле. / В кн. Вопросы теории плазмы, вып. 8. М.: Атомиздат, 1974. — 384 с.

229. Осипов В.А. Падалка В.Г., Саблев Л.П., Ступак Р.И. Установка для нанесения покрытий осаждением ионов, извлекаемых из плазмы вакуумной дуги // ПТЭ. -1978.-№6.-С. 173-175.

230. Рябчиков А.И., Рябчиков И.А., Степанов И.Б., Еримин С.Е. Времяпролетный способ измерения зарядового и массового состава ионов плазмы: пат. 2314594 Рос. Федерация. № 2006128656/28; заявл. 07.08.06; опубл. 10.01.08, Бюл. № 1.

231. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Sivin D.O., Eremin S.E. Plasma Immersion Ion Charge State and Mass Spectrometer // Известия вузов. Физика. -2006.-№ 8.-С. 530-533.

232. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B., Eremin S.E., Sivin D.O. Quasiribbon Vacuum Arc Ion Source "Raduga-6" // 9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Tomsk, 2008. - P. 11-14.

233. Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Еремин C.E., Сивин Д.О. Источник ионов Радуга 6 для формирования псевдоленточных пучков ионов металлов // Известия вузов. Физика. - 2009. - № 11/2. - С. 80-84.

234. Грановский В.Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971.-544 с.

235. Волынский М.С. Необыкновенная жизнь обыкновенной капли. М.: Знание, 1986.-144 с.

236. Гегузин Я.Е. Капля. -М.: Наука, 1977. 176 с.

237. Слуцкая В.В. Тонкие пленки в технике сверхвысоких частот. — Л.: Госэнергоиздат, 1962. — 400 с.

238. Будилов B.B., Будилова A.B., Минаев О.Б. Моделирование ионно-плазменного осаждения покрытий //Тез. докл. IV Всерос. конф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц. Томск, 1996. - С. 450-453.

239. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Dektyarev S.V. High current vacuum-arc ion source for ion implantation and coating deposition technologies // Rev. Sci. Instrum. 2006. - V. 77. - № 3. - P. 03B516.

240. Рябчиков А.И., Дектярев С.В. Способ импульсно-периодической ионной и плазменной обработки изделия и устройство для его осуществления: пат. 2113538 Рос. Федерация. № 96113928/02, заявл. 09.07.06; опубл. 20.06.08.

241. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B., Dektjarev S.V., Lukonin E.I., Shulepov I. A. High broad vacuum arc ion and plasma sources with extended large area cathodes // Ion Sources: Proceedings of the 8th International Conference. -Kyoto, Japan, 1999. P. 47.

242. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B., Dektjarev S.V., Lukonin E.I., Shulepov I.A. Very broad vacuum arc ion and plasma sources with extended large area cathodes // Rev. Sci. Instrum. 2000. - V. 71. - P. 704-706.

243. Ryabchikov A., Stepanov I., Dektyarev S., Shulepov I., Lukonin E., Sivin D. Vacuum arc Ion and Plasma Source Raduga-5 // Proceedings of the 5th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. Tomsk, 2001. - V. 1.-P. 380-383.

244. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B. New metal ion and plasma surface modification methods // Surf, and Coat. Technol. 2007. - V. 201. - P. 8637-8640.

245. Арифов В.А. Взаимодействие атомных частиц с поверхностью твердого тела. -М.: Наука, 1968.-370 с.

246. Каминский М. Атомарные и ионные столкновения на поверхности металла/ пер с английского/ Под ред. JI.A. Арцимовича. М.: Мир, 1967 - 506 с.

247. Электрический пробой и разряд в вакууме / под ред. И. Н. Сливков, В. И. Михайлов, Н. И. Сидоров. М.: Атомиздат, 1966. - 295 е.

248. Симонов В.В., Корнилов JI.A., Шашелев A.B., Шокин Е.В. Оборудование ионной имплантации. М.: Радио и связь, 1988. - 185с.

249. Давыденко В.И., Димов Г.И., Морозов И.И., Савкин В.Я. Развитие ионных источников для инжекторов АМБАЛ-М // Труды Всесоюзного совещания по открытым ловушкам. Москва, 1989. - с. 24.

250. Бугаев С.П., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Источник ионов (100 кВ) на основе вакуумной дуги, возбуждаемой контрагированным разрядом // Приборы и техника эксперимента. — 1990. — № 6.- С. 125-129.

251. Child C.D. Discharge From Hot CaO // Phys. Rev. (Ser. 1). 1911. - V. 32. - P. 492-511.

252. Langmuir I., Compton K.T. Electrical Discharges in Gases. II. Fundamental Phenomena in Electrical Discharges // Rev. Mod. Phys. 1931. - V. 3. - P. 191 -220.

253. Brown I.G., Galvin J.E., MacGill R.A., Wrigth R.T. Improved time-of-flight ion charge state diagnostic //Rev. Sei. Instrum. 1987. - V. 58. - P. 1589-1592.

254. Stepanov LB., Ryabchikov A.I., Kozlov E.V., Sharkeev Yu.P., Shulepov I.A., Kurzina I.A., Sivin D.O. High-current vacuum-arc ion and plasma source "Raduga—5" application to intermetallic phase formation // Rev. Sei. Instrum. -2006.-V. 77.-P. 03C115.

255. Горбенко H.M., Ильин В.П., Попова Г.С., Свешников В.М. Пакет программ ЭРА для автоматизации электрооптических расчетов // Численные методы решения задач электронной оптики. Новосибирск: изд. ВЦ СО АН СССР, 1979.-С. 34-60.

256. Вазов В, Форсайт Дж. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных М.: Иностранная литература, 1963- 488 с.

257. Макарец Н.В., Фалько Г.Л., Федоренко A.M. Распыление поверхности мишени и радиационно-стимулированная диффузия примеси // Поверхность. Физика, химия, механика. 1984. - № 5. - С. 29-34.

258. Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Сивин Д.О. Источник псевдоленточных пучков ионов металлов // Известия Томского политехнического университета. 2010. -Т. 316. - №4-С. 94-96.

259. Рябчиков А.И., Рябчиков И.А., Степанов И.Б. Способ импульсно-периодической имплантации ионов и плазменного осаждения покрытий: пат. 2238999 Рос. Федерация. № 2003104995/02,; заявл. 19.02.03; опубл. 27.10.04, Бюл. № 30. С. 235.

260. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B. High Frequency Short-Pulsed Plasma-Immersion Ion Implantation and Deposition // Surf, and Coat. Technol. -2007. V. 201. - P. 8610-8614.

261. Daalder J. E. Cathode spots and vacuum arcs // Physica C. 1981. - V. 104. -P. 91-106.

262. Sano M., Yukimura K., Maruyama T. Titanium nitride coating on implanted layer using titanium plasma based ion implantation // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. 1999.-V. 148.-P. 37-43.

263. Weidong Yu, Lifang Xia, Yue Sun. Metal plasma source ion implantation using a UBM cathode // Surf, and Coat. Technol. 2000. - V. 240. - P. 128-129.

264. Ryabchikov A.I., Ryabchikov LA., Stepanov I.B., Usov Yu. P. High-frequency short-pulsed metal plasma-immersion ion implantation or deposition using filtered DC vacuum-arc plasma // Surf and Coat Technol. 2007. - V. 201. - P. 6523-6525.

265. Raizer Y.P. Gas Discharge Physics. Berlin: Springer-Verlag, 1991. - 217 p.

266. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B. High-frequency short-pulsed plasma-immersion ion implantation or deposition // Известия вузов. Физика. —2006. № 8. - Приложение. - С.304-306.

267. Ryabchikov A.I., Matvienko V.M., Stepanov I.B. Coating deposition using vacuum arc and ablation metal plasma // Surf, and Coat. Technol. 2009. - V. 203. - P. 2735-2738.

268. Струц B.K., Петров A.B., Усов Ю.П., Рэнк Т.Дж. Осаждение кальций-фосфатных покрытий мощными ионными пучками // Известия вузов. Физика. -2009.-№11/2.-С. 198-201.

269. Струц В.К., Матвиенко В.М., Петров А.В., Рябчиков А.И. Структура и свойства содержащих фуллерены углеродных покрытий // Известия вузов. Физика. 2009. - № 11/2. - С. 217-222.

270. Ryabchikov A.I., Petrov A.V., Polkovnikova N.M., Struts V.K., Usov Yu.P., Arfyev V.P. Carbon Film Deposition by Powerful Ion Beams // Surf, and Coat. Technol.2007.-V. 201.-P. 8499-8502.

271. Remnev G.E., Isakov I.F., Opekunov M.S. High intensity pulsed ion beam sources and their industrial applications // Surf, and Coat. Technol. — 1999. V. 114. — P. 206-212.

272. Yatsui К., Jiang W., Harada N., Sonega T. Application of intense pulsed light ion beams to material science // High-Power Part. Beams: Proceedings of the 12th International Conference. Tel Aviv, Israel, 1998. - P. 118-120.

273. Ryabchikov A.I., Matvienko V.M., Stepanov I.B. Coating Deposition Using Vacuum Arc and Ablation Metal Plasma // Surface Modification of Materials by Ion Beams: Proceedings of the 15th International Conference. Mumbai, India, 2007. -P. 27.

274. Stmts V.K., Zakoutaev A.N., Matvienko V.M. Formation of protective coatings on metals by intense pulsed ion beam // Surf, and Coat. Technol. 2002. - V. 494. - P. 158-162.

275. Рябчиков А.И. Развитие сильноточных источников ионов и плазмы на основе вакуумно-дугового разряда и новых методов модификации свойств материалов в НИИ Ядерной Физики // Известия вузов. Физика. 2007. - № 10/2.-С. 10-14.

276. Ремнев Г.Е., Исаков И.Ф., Опекунов М.С., Матвиенко В.М. Источники мощных ионных пучков для практического применения // Известия вузов. Физика. 1998. - № 4. - С. 92-110.

277. Ryabchikov A.I. Recent Advances in Ion Beam Modification and Coating Deposition at the Nuclear Physics Institute at Tomsk Polytechnic University // Bulletin of the American Physical Society. 2004. - V. 49. - № 8. - P. 257-161.

278. Ryabchikov A.I. Recent Advances in Surface Processing at NPI (Equipment and Methods) // Известия вузов. Физика. 2006. - № 8. Приложение. - С. 37-40.

279. Аксенов И.И, Андреев А.А, Брень В.Г, Вакула С.И, Гаврилко И.В, Кудрявцева Е.Е, Кунченко В.В, Лоошко В.В, Мирошниченко Ю.Т, Падалка В.Г, Романов А.А, Сопрыкин Л.И, Стрельницкий В.Е, Толок В.Т, Хороших

280. B.М, Чикрыжов A.M. Покрытия, полученные конденсацией плазменных потоков в вакууме (Способ конденсации с ионной бомбардировкой) // УФЖ. — 1979. Т. 24. - № 4. - С. 515-525.

281. Borisov D.P, Goncharenko I.M, Koval N.N, Schanin P.M. Plasma-assisted deposition of a three-layer structure by vacuum and gas arcs // IEEE Transactions on plasma science. 1998. -V. 26. -№ 6. - P. 1680-1684.

282. Рябчиков А.И, Степанов И.Б, Шулепов И.А, Сивин Д.О. Формирование композиционных покрытий из плазмы дугового разряда с использованием раздельных катодов // Известия вузов. Физика. -2007. Т. 50.-№ 10/3. - С. 4—9.

283. Liu C. S, Wu D. W„ Fu D. J, Ye M. S, Gao P„ Peng Y. G. Fan X. J. // Surf. Coat. Technol. 2000. - V. 128.-P. 144-149.

284. Tolopa A.M. Development of TAMEK and other vacuum arc ion sources // Rev. Sci. Instrum. 1994. -V. 65. -№ 10. - P. 3134-3138.

285. Kotov D.A. Investigation of filament operating mode influence on discharge within ExH fields // Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows: Proceedings of 7th International Conference. Tomsk, 2004. - C. 93-96.

286. Ohnuma I., Fujita Y., Mitsui H., Ishikawa К., Kainuma R., Ishida K. Phase equilibria in the Ti-Al binaiy system // Acta Materialia. 2000. - V. 48. - P. 3113-3123.

287. Ikeda O., Ohnuma I., Kainuma R., Ishida K. Phase equilibria and stability of ordered BCC phases in the Fe-rich portion of the Fe-Al system // Intermetallics. 2001. —. V. 9.-№9.-P. 755-761.

288. Barabash O.M., Koval Yu. N. Structure and Properties of Metals and Alloys. Crystalline Structure of Metals and Alloys. Kiev: Naukova Dumka, 1986. - 596 p.

289. Курзина И.А., Божко И.А., Калашников М.П., Фортуна С.В., Батырева В.А, Степанов И.Б., Шаркеев Ю.П. Высокоинтенсивная имплантация ионовалюминия в никель и титан // Известия Томского политехнического университета. 2004. - № 3. - С. 30-35.

290. Stepanov I.B., Ryabchikov A.I., Kozlov E.V., Sharkeev YU.P., Sivin D.O., Shulepov I.A., Kurzina I.A. High-Current Vacuum-Arc Ion and Plasma Source "Raduga-5" Application for Intermetallic Phase Formation in the Surface Layer of

291. Metal Target // Proceedings of the 11th International Conference on Ion Sources. — Caen, France, 2005. P. 140.

292. Wiedersich H. Kinetic processes during ion bombardment // Nucl. Instr. Meth. — 1985.-V. 7/8.-P. 1-10.

293. Roth J., Moller W., Poker D.B., Wittmaak K. Ion induced self diffusion of carbon // Nucl. Instr. Meth. 1986. -V. 13. - P. 409-415.

294. Audronis M., Leyland A., Matthews A., Wen J.G., Petrov I. Characterization studies of pulse magnetron sputtered hard ceramic titanium diboride coatings alloyed with silicon//ActaMaterialia.-2008.-V. 56.-№ 16.-P. 4172-4182.

295. Milde F., Teshner G., May С. Gas Inlet Systems for Large Area Linear Magnetron Sputtering Sourcesin // Society of Vacuum Coaters: Proc. 44-th Annual Technical Conference, 2001. P. 204-209.

296. И.Б. Степанов. Оборудование для реализации комбинированных методов ионно-лучевой ионно-плазменной модификации материалов // Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flow: Proceedings of the 6th Conference. -2002.-P. 33-39.

297. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B. New Generation Installation for Material Processing by Metal Ion Beam and Plasma // Известия вузов. Физика. 2006. — № 8. Приложение. - С. 47-50.

298. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B. Equipment and methods for hybrid technologies of ion beam and plasma surface materials modification // Surface and Coating Technology.-2009. —V. 203. № 17/18. -P. 2784-2787.

299. Жуков В. В., Кривобоков В. П., Янин С.Н. Распыление мишени магнетронного диода в присутствии внешнего ионного пучка // Журнал технической физики. 2006. - Т. 76. - № 4. - С. 61-66.

300. Распыление тел ионной бомбардировкой / под. ред. Р. Бериша. М: Мир, 1984.-336 с.

301. В организации НПФ "Эвротех"1. Министерствавнедрен Фильтр для очистки вакуумно дуговой плазмы от микрокапельной фракциив количестве 3 шт.разработанный в Институте ядерной физики при Томском политехническом университете лабораторией

302. Физики и техники ионно-лучевой, ионно-плазменной обработки материалов"совместнои изготовленный на предприятии НИИ ЯФ при ТПУ

303. Месяц и год внедрения май 1998 г.

304. В работе использовались изобретения Ks 2097868

305. Разработка выполнена группой в составе Рябчиков А.И. научный руководитель. Степанов И.Б. Дектярев C.B.

306. При внедрении разработки на предприятии получен экономический эффект от одного изделия в размерерасчет экономического эффекта не представляется возможным

307. Социальный эффект от внедрения простота и надежность конструкции, для эксплуатации нетребуется дополнительного обслуживающего персонала

308. Научно-технический эффект от внедрения Разработан простой и высокоэффективныйфильтр для очистки вакуумно-дуговой плазмы от микрокапельной фракции

309. Технико-экономические показатели потребляемая мощность 3 кВт.эффективность пропускания системой плазменного потока до 45%.

310. Уменьшение микрокапельной фракции в потоке дуговой плазмы до 2-3 порядков1. Замечания

311. Настоящий акт составлен " 25 " июля1998 г. комиссией в составеи / 3>АH, Jl У» Р e-te-Л-О Р-К

312. W и УседуеЕ =улелгтг>о-цт, |а fc. ^ffleo^b7 Кнс-ни \с-<?& g,, VN,

313. Рз . Ctveo, у\ Ж К Ц е^т- HyPATOgr-fr- ММф.и.о. и подпись1. УТВЕРЖДАЮ

314. Ж^^л^рр НИИ ЯФ при ТПУ |,Г ; Главный вр'ач клиник СГМУ

315. В ходе контрольных испытаний инструмент помещался в раствор в течение 1часа, с последующим визуальным анализом состояния поверхности. Периодичность обработки инструмента составляла 1-2 раза в день.

316. От клиник СГМУ Зав. глазн^ клиникой1. Акт окончательной приемки

317. По Контракту СХ50С-1А99020 Пекин, Китай 20-ое апр.2001

318. Объекты проверки Требования в Контракте Результаты проверки Заключ ение

319. Сорт ионов и плазмы Ионы и плазма проводящих материалов Не измерен. Соответствовало при предварительной приемке Принято

320. Режим генерации плазмы Непрерывный Непрерывная дуга наблюдается с помощью зеркального отражателя Соот.

321. Ток вакуумно-дугового разряда, А 90-145А 100-176А Соот.

322. Амплитуда импульса ускоряющего напряжения,кВ 40кВ Напряжение,измеренное с помощью высоковольтного делителя составляет 20кВ и 41 кВ Соот.

323. Амплитуда тока пучка ионов в импульсе, А До 1 А 1,р=1.27А(ток измерен с использованием коллектора Ф210мм по падению напряжения на низкоомком сопротивлении) Соот.

324. Средний ионный ток ,мА До 80мА Ир- f • т=114мА Соот.

325. Длительность импульса ускоряющего напряжения, мкс 400мкс 450мкс Принято

326. Частота следования импульсов , имп/с 1. Ручной запуск 2.Дискретный,по диапазонам 8/16/45/75/100/ 120/150/200 раз/сек. 1. Ручной запуск 2.Дискретный по диапазонам 5/10/15/20/25/30/35/40/50/75/10 0/120/200 Соот.

327. Средняя мощность ионного пучка,кВт До 3.0 кВт Р=|. ир=4.7кВт Соот.

328. Диаметр пучка ионов , мм 2И80мм Диаметр отпечатка ионного пучка на металлическом фольге составлят 230мм на расстоянии 2-Зсм от входного фланца вакуумной камеры Соот.

329. Скорость нанесения покрытий на выходе источника, мкм/час 3-5 мкм/час Смотри "Акт металлографического испытания " Соот.

330. Уменьшение в потоке плазмы капельной фракции, раз 102раз Не измерено в следствии того, что установка "радуга-5С" не предназначена для работы без плазменного фильтра принято

331. Напряжение трехфазной питающей сети и ее частота, В/Гц 380В/50Гц 380В/50Гц Соот.

332. Габаритные размеры установки ,мм 2500X1850х 2100мм 2500X1850x2100мм Соот.

333. Размеры рабочей зоны технологической камеры, мм Ф1000x500мм Ф1000x570мм Соот.

334. Скорость вращения карусели с планетарным механизмом об/мин 2-20об/мин 2-8об/мин Принято

335. Давление в камере (2-4) • 10"5 мм рт.ст. 2.7x10'5мм рт.ст. Соот.

336. Время откачки предварительного вакуума ,мин ЗОмин. Юмин. соот.

337. Представители обеих сторон проверили цельность узлов и элементов установки, наличие документации и запчастей по приложениям 1,3,4 к Контракту.

338. В результате проверки обе стороны считают, что настоящая установка соответствует требованиям приложений 1,2,3 и 4 к

339. Контракту СХБОС-1А99020.Технологические испытания на основе стали соответствуют техническим требованиям.Пользователь согласен принять установку "Радуга-5С".

340. Продавец гарантирует, что качество настоящей установки должно полностью соответствовать требованиям Контракта СХ80С-1А99020 в течении 12 месяцев с даты подписания настоящего Акта.

341. В счет оплаты стоймости трансформаторного масла, предоставленного Пользователем,Продавец обязуется поставить Пользователю тиристор ТОЧ253-630/400-017-А2ЕЗМЧУХЛ2 в количестве 1 шт.

342. Представитель Пользователя1. Комплекс по авиационнойнергии и обслуживаниюо ко 4тролю качества

343. Представитель Продавца •Степанов И.Б1. ПнТ

344. В обществе с ограниченной ответственностью «Центр новых технологий» в период с 2005 по 2009 гг. внедрены:

345. Комплексная установка для реализации комбинированных технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов 1 шт.

346. Аксиально-симметричные плазменные фильтры жалюзийного типа для установок ионно-плазменного нанесения покрытий типа ННВ-6.6-И1 9 шт.

347. Система автоматизации технологического процесса для комплексной установки ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов 1 шт.

348. Оборудование разработано в Научно-исследовательском институте ядерной физики при Томском политехническом университете в рамках х/д № ЦНТ 04/09 от 15.10.2004 г. № ЦНТ 07/04 от 27.04.2007 г. 22/20 08 от 28.11.08 г.

349. Разработки выполнены группой в составе: Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Сивин Д.О., Дектярев C.B., Додорин К. Ю, Карпов С.П.

350. ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

351. УФИМСКОЕ МОТОРОСТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ" i2.ii.2oio л 8311.ПГ!>;*'ГГ ит;'»' ти1. НЧ.М „.М1|>|Ч««.М|)аии

352. Утверждаю» Первый зам. ГДО -ТеХНИЧеСКИЙ ^фСКТОрмУ1. Гг |1|2»ноября2010г. /^^¿гглл»51*^*1. АКТоб использовании результатов диссертационной работы Степанова Игоря Борисовича1. Комиссия в составе:

353. Председатель: Зав. кафедрой технологии машиностроения ГОУ ВПО Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ), д.т.н., профессор Смыслов A.M.;1. Члены комиссии:

354. Нач. отдела Технопарка «Авиационные технологии», к.т.н., Дыбленко Ю.М.;

355. Министерство образования н науки РФ

356. ТПУ Tomsk Polytechnic Universityпр. Ленина, 30 / \ 30, Lenin Avenue,г. Томск, 634050, Россия е iff Tomsk, 634050. Russia

357. ФТИ ТПУ rv-'-tL^' Physical Technical Instituteпр Ленина, 2a ^/¿^S-^-p-J 2A, Lenin Avenue,г.Томск, 634050, Россия Tomsk, 634050, Russia

358. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

359. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

360. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

361. Тел. [phone], факс: [phone], E-mail: [e-mail] УФК по Томской области р/с 40503810900001000258 в ГРКЦ ГУ Банка России по Томской области г.Томск БИК 046902001 ИНН 7018007264 ТПУ л/с 03651А29000 ОКНО 02069303

362. УТВЕРЖДАЮ Дрорвкарр-;шрскгор ФТИ1. J V А «X435*12010 г.1. ЦТ', -Ч* ^ ' Ы . ~ V --V А А/1. АКТ Го внедрении результатов докторской диссертациопноир^оте^д-^г.' Степанова Игоря Борисовича

363. Плазменно-иммерснонного времяпролетного спектрометра для измерения зарядового состояния и массового состава газовой и металлической плазмы;

364. Метода короткоимпульсной. высокочасто гной плазмснно-иммерсионной ионной имплантации и (или) осаждения покрытий;

365. Источников импульсно-периодических и непрерывных аксиально-симметричных и псевдоленточных пучков ионов металлов из плазмы непрерывного вакуумио-дугового разряда в условиях фильтрации плазмы о г микрокапельной фракции;

366. Научно-технологического комплекса для реализации комбинированных технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов;