ЛК№2 Направление "Техническая физика"

История кафедры ВЭПТ
Кафедра водородной энергетики и плазменных технологий открылась
осенью 2004 года.
Ее возглавил
Кривобоков Валерий Павлович,
профессор, доктор физикоматематических наук, специалист
в области физики взаимодействия
излучения и плазмы с веществом,
а также методов нанесения
плазменных модифицирующих
покрытий.
1
Основные направления научных исследований сотрудников
кафедры:
• исследование рассеяния энергии мощных пучков заряженных
частиц и низкотемпературной плазмы в твердом теле,
массопереноса, эрозии поверхности и других процессов,
стимулированных облучением;
• разработка технологий и оборудования для осаждения
модифицирующих покрытий на поверхность твердых тел с
помощью пучков заряженных частиц и плазмы магнетронного
разряда;
• исследования и разработки для водородной энергетики, в
частности, создание топливных элементов с применением
плазменных технологий.
2
Общая характеристика направления 223200
«Техническая физика»
1) Наименование образовательной программы 223200 Техническая физика
профиль «Пучковые и плазменные технологии»
2) Факультет (Институт) Физико-технический институт
3)Кафедра Водородной энергетики и плазменных технологий (ВЭПТ)
4) Заведующий кафедрой д.ф.-м.н., профессор кафедры ВЭПТ Кривобоков В.П.
5) Время обучения – 4 года, получаемая квалификация – бакалавр.
6) Задачи программы
• сформировать знания и умения, направленные на решение комплексных задач,
связанных с проектированием, изготовлением, исследованием, эксплуатацией и
ремонтом плазменного и пучкового оборудования и установок ионно-плазменной
обработки материалов;
• изучить новейшие достижения методологии научного творчества, современных
информационных технологий в области модификации поверхности с помощью
плазменных технологий;
• освоить применение методов математического моделирования в области
взаимодействия плазмы и пучков заряженных частиц с веществом;
• изучить современные приборы, используемые в плазменных технологиях и освоить
методы обеспечения надежности и долговечности оборудования.
3
Профессиональная деятельность выпускников
Область профессиональной деятельности выпускников
Область профессиональной деятельности бакалавров
включает в себя совокупность технических средств,
способов и методов человеческой деятельности, связанных с
выявлением, исследованием и моделированием новых
физических явлений и закономерностей, с созданием и
внедрением новых технологий, приборов, устройств и
материалов различного назначения в наукоемких областях
прикладной и технической физики (ФГОС).
Выпускники работают в области
- проектирования, создания, внедрения и эксплуатации различного
вида источников плазмы и пучков заряженных частиц;
- проектирования, создания и эксплуатации вакуумных ионноплазменных установок;
- разработки технологий модификации поверхности твердого тела
на основе плазменных и пучковых технологий.
4
Профессиональная деятельность выпускников
Объекты профессиональной деятельности
Объектами профессиональной деятельности бакалавров
являются физические процессы и явления, определяющие
функционирование, эффективность и технологию
производства физических и физико-технологических
приборов ,систем и комплексов различного назначения, а
также способы и методы их исследования, разработки,
изготовления и применения. (ФГОС)
•
•
•
•
•
Объектами профессиональной деятельности выпускников
являются:
методы получения и измерения вакуума;
плазменные и пучковые технологии модификации поверхности;
источники плазмы и пучков заряженных частиц;
вакуумные ионно-плазменные установки;
методы и приборы определения свойств материалов.
5
Учебный план «Техническая физика»
6
Учебный план 223200 «Техническая физика»
7
Оценка результатов обучения
8
НИР, практика, трудоустройство
НИР
2-4 семестр – творческий проект
5-8 семестр – УИРС (подготовка ВКР)
Практика
1, 2 курс – учебная практика (4 недели) проходит на кафедре.
3 курс - производственная практика (5 недель) проходит на предприятиях
и в научно-исследовательских институтах.
Задачей производственной практики является систематизация, расширение
и закрепление профессиональных знаний и умений, формирование у студентов
опыта ведения самостоятельной работы, исследования и анализа
экспериментальных данных.
9
Предприятия для практики
•Институт теплофизики им. Кутателадзе СО РАН, г. Новосибирск
•ОАО «Научно-исследовательский институт полупроводниковых приборов» г. Томск
•ОАО «Информационные спутниковые системы», г. Железногорск Красноярского края
•Санкт-Петербургский государственный университет г. Санкт-Петербург
•Институт сильноточной электроники Сибирского отделения РАН, г. Томск
•Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук,
г. Томск
•Российский Федеральный Ядерный Центр − НИИ технической физики, г. Снежинск Челябинской обл.
•Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран", г. Томск
•ОАО «НПЦ «Полюс», г. Томск
•Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук, г.
Екатеринбург
•Российский Федеральный Ядерный Центр – НИИ экспериментальной физики, г. Саров
Нижегородской обл.
•ФГБНУ «Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов» (ТИСНУМ), г.
Троицк, Московская область
•ЗАО «Научно-производственная компания «Центр нанотехнологий», г. Новосибирск
•Главная астрономическая обсерватория РАН г. Санкт-Петербург
•Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН г. Якутск
•Объединенный институт ядерных исследований г. Дубна Московская обл.
•Институт Ядерной Физики г. Астана Республика Казахстан
•ОСП «Сибирский физико-технический институт им. В.Д. Кузнецова Томского государственного
университета» г. Томск
•Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» г. Санкт-Петербург
•Институт проблем химической физики РАН г. Черноголовка Московская область
•Уральский оптико-механический завод г. Екатеринбург
10
Плазменные и пучковые технологии
1)
Плазменные технологии
Плазменные технологии – группа технологий получения и обработки материалов с использованием
нагрева исходных продуктов в плазменной струе или перевода их в плазменное состояние.
Плазменные технологии обработки материалов уже заняли достаточно прочные позиции в
промышленности. Наибольшее распространение получили следующие технологические операции:
•
плазменное напыление покрытий;
•
плазменно-дуговая резка металлов и сплавов;
•
плазменно-дуговая сварка;
•
наплавка слоев со специальными свойствами;
•
поверхностная закалка;
•
финишное упрочнение поверхностей.
11
Плазменные покрытия
- износостойкие покрытия (свёрла, фрезы, лопасти турбин и т.д)
- декоративные покрытия (купола церквей, часы, тонировка стекол, бижутерия и
т.д);
- оптические покрытия (линзы, зеркала, теплосберегающие стекла);
- тонкопленочные устройства (изделия микроэлектроники)
1)
Пучковые технологии
Под термином пучковые технологии понимают группу методов получения и обработки материалов
с использованием пучков заряженных частиц.
•
ионная имплантация;
•
электронно-лучевая сварка и плавка ;
•
электронно-лучевая размерная обработка.
16
Пучковые технологии изменяют тонкий приповерхностный слой подложки
Примерами может служить азотирование (облучение поверхности
ионами азота, для придания дополнительной твердости), ионная
чистка, полировка поверхности электронным пучком (получение
гладкой поверхности для медицинских зондов) и т.д.