Соглашение №14.607.21.0194

Участие в Федеральной целевой программе (ФЦП)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» сентября 2017 года № 14.607.21.0194 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Импортозамещающее производство наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов прецизионными методами для приборов нейтронного рассеяния» на этапе № 1 в период с 26.09.2017 г. по 31.12.2017 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы: 

1.1 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ за счет собственных средств, затраты которых возмещаются Субсидией.

1.1.1 Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР.

1.1.2 Проведение патентных исследований в соответствии с ГОСТ 15.011-96.

1.1.3 Выбор направления исследований, в том числе:

- по разработке возможных нейтронно-оптических компонентов с использованием суперзеркальных покрытий;

- по разработке требований к лабораторному оборудованию, необходимому для изготовления наноструктурированных нейтронно-оптических компонентов;

- обоснование выбора оптимального варианта направления исследований качества получаемых наноструктурированных покрытий.

1.1.4 Проведение теоретических исследований с целью определения требуемых параметров наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов для нейтроноводов и приборов нейтронного рассеяния.

1.1.5 Проведение теоретических исследований с целью определения полного состава оборудования лабораторного напылительного комплекса и его необходимых параметров.

1.1.6 Разработка эскизно-конструкторской документации на лабораторную установку магнетронного распыления для нанесения наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

1.2 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, выполняемые за счет собственных средств из внебюджетных источников.

1.2.1 Определение требований и эскизный проект экспериментальной площадки для проведения лабораторных исследований.

1.3 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, выполняемые за счет средств Индустриального партнера.

1.3.1 Проведение теоретических исследований путем численного моделирования нейтроноводной системы и трех установок
нейтронного рассеяния для реактора ИР-8.

1.3.2 Проведение теоретических исследований по контролю качества изготовления нейтроноводной системы, малоуглового спектрометра нейтронов (МСН), порошкового нейтронного дифрактометра (ПНД) и рефлектометра поляризованных нейтронов (РПН).

1.3.3 Разработка эскизной конструкторской документации (ЭКД) на экспериментальный прибор «Рефлектометр поляризованных нейтронов» (РПН).

1.3.4 Сборка экспериментального прибора РПН на территории Получателя Субсидии и отладка систем управления и программного обеспечения вышеуказанного прибора.

1.3.5 Разработка ЭКД на нейтроноводную систему на основе нейтронных суперзеркал.

1.3.6 Определение необходимых параметров функциональных узлов МСН и ПНД.

 

При этом были получены следующие результаты:

Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР.

Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.

Выбраны направления исследований, в том числе:

- по разработке возможных нейтронно-оптических компонентов с использованием суперзеркальных покрытий;

- по разработке требований к лабораторному оборудованию, необходимому для изготовления наноструктурированных нейтронно-оптических компонентов;

- обоснование выбора оптимального варианта направления исследований качества получаемых наноструктурированных покрытий.

Проведены теоретические исследования с целью определения требуемых параметров наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов для нейтроноводов и приборов нейтронного рассеяния.

Проведены теоретические исследования с целью определения полного состава оборудования лабораторного напылительного комплекса и его необходимых параметров.

Разработана эскизно-конструкторская документация на лабораторную установку магнетронного распыления для нанесения наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

Определены требования и подготовлен эскизный проект экспериментальной площадки для проведения лабораторных исследований.

Проведены теоретические исследования путем численного моделирования нейтроноводной системы и трех установок
нейтронного рассеяния для реактора ИР-8.

Проведены теоретические исследования по контролю качества изготовления нейтроноводной системы, малоуглового спектрометра нейтронов (МСН), порошкового нейтронного дифрактометра (ПНД) и рефлектометра поляризованных нейтронов (РПН).

Разработана эскизная конструкторская документация (ЭКД) на экспериментальный прибор «Рефлектометр поляризованных нейтронов» (РПН).

Произведена сборка экспериментального прибора РПН на территории Получателя Субсидии и отладка систем управления и программного обеспечения вышеуказанного прибора.

Разработана ЭКД на нейтроноводную систему на основе нейтронных суперзеркал.

Определены необходимые параметры функциональных узлов МСН и ПНД.

Для того, чтобы получаемое в ходе работ производство компонентов нейтронной оптики на основе нейтронных суперзеркальных покрытий учитывало современные мировые научные достижения в этой области был проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы и были проведены патентные исследования. Выбраны направления исследований для определения нейтронно-оптических компонентов на основе нейтронных суперзеркал, а также определены параметры и необходимое  качество получаемых покрытий.

За счет собственных средств был определен состав оборудования и его параметры для организации производства компонентов нейтронной оптики. На основе этого был подготовлен эскизный проект экспериментальной площадки.

За счет средств индустриального партнера было проведено моделирование нейтроноводной системы и трех установок нейтронного рассеяния для реактора ИР-8. Была также разработана ЭКД на нейтроноводную систему и РПН и проведена сборка последнего на территории Института.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению №14.607.21.0194 на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.

2 Этап реализации проекта №14.607.21.0194 (01.01.2018-31.12.2018)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» сентября 2017 года № 14.607.21.0194 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Импортозамещающее производство наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов прецизионными методами для приборов нейтронного рассеяния» на этапе № 2 в период с 01.01.2018 г. по 31.12.2018 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы:

2.1 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ за счет собственных средств, затраты которых возмещаются Субсидией

2.1.1 Сборка лабораторной установки магнетронного распыления на территории Получателя Субсидии.

2.1.2 Разработка программы и методик лабораторных испытаний (ПМ) лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

2.1.3 Проведение лабораторных испытаний лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал на территории Получателя Субсидии.

2.1.4 Корректировка ЭКД лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал по результатам проведения лабораторных испытаний (при необходимости).

2.1.5 Разработка ЭКД на лабораторную установку очистки поверхностей подложек.

2.1.6 Сборка лабораторной установки очистки поверхностей подложек на территории Получателя Субсидии.

2.1.7 Разработка ПМ лабораторных испытаний лабораторной установки очистки поверхностей подложек.

2.1.8 Проведение лабораторных испытаний лабораторной установки очистки поверхностей подложек на территории Получателя Субсидии.

2.2 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, выполняемые за счет собственных средств из внебюджетных источников

2.2.1 Проведение работ по подготовке экспериментальной площадки для проведения лабораторных исследований и размещения лабораторного напылительного комплекса.

2.2.2 Материально-техническое обеспечение экспериментальной площадки, где будет установлено оборудование лабораторного напылительного комплекса.

2.2.3 Проверка соответствия эксплуатационных характеристик помещения требованиям согласно эскизному проекту и требованиям к помещениям и инженерным системам для размещения лабораторного напылительного комплекса.

2.3 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, выполняемые за счет средств Индустриального партнера

2.3.1 Разработка ПМ лабораторных испытаний экспериментального прибора РПН.

2.3.2 Проведение лабораторных испытаний экспериментального прибора РПН на территории Получателя Субсидии.

2.3.3 Разработка ПМ лабораторных испытаний нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал.

2.3.4 Монтаж нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал на территории Индустриального Партнера.

2.3.5 Проведение лабораторных испытаний нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал на территории Индустриального Партнера.

2.3.6 Монтаж экспериментального прибора РПН на территории Индустриального Партнера.

2.3.7 Проведение лабораторных испытаний экспериментального прибора РПН на территории Индустриального Партнера.

2.3.8 Разработка ЭКД на экспериментальный прибор МСН.

2.3.9 Разработка ЭКД на экспериментальный прибор ПНД.

2.3.10 Разработка ПМ лабораторных испытаний экспериментальных приборов МСН и ПНД.

 

При этом были получены следующие результаты:

Проведена сборка лабораторной установки магнетронного распыления на территории Получателя Субсидии.

Разработана программа и методика лабораторных испытаний (ПМ) лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

Проведены лабораторные испытания лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал на территории Получателя Субсидии.

Скорректирована ЭКД лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал по результатам проведения лабораторных испытаний.

Разработана ЭКД на лабораторную установку очистки поверхностей подложек.

Сборка лабораторной установки очистки поверхностей подложек на территории Получателя Субсидии.

Разработаны ПМ лабораторных испытаний лабораторной установки очистки поверхностей подложек.

Проведены лабораторные испытания лабораторной установки очистки поверхностей подложек на территории Получателя Субсидии.

Проведены работы по подготовке экспериментальной площадки для проведения лабораторных исследований и размещения лабораторного напылительного комплекса.

Проведено материально-техническое обеспечение экспериментальной площадки, где будет установлено оборудование лабораторного напылительного комплекса.

Проведена проверка соответствия эксплуатационных характеристик помещения требованиям согласно эскизному проекту и требованиям к помещениям и инженерным системам для размещения лабораторного напылительного комплекса.

Разработана ПМ лабораторных испытаний экспериментального прибора РПН.

Проведены лабораторные испытания экспериментального прибора РПН на территории Получателя Субсидии.

Разработана ПМ лабораторных испытаний нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал.

Осуществлен монтаж нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал на территории Индустриального Партнера.

Проведены лабораторные испытания нейтроноводной системы на основе нейтронных суперзеркал на территории Индустриального Партнера.

Осуществлен монтаж экспериментального прибора РПН на территории Индустриального Партнера.

Проведены лабораторные испытания экспериментального прибора РПН на территории Индустриального Партнера.

Разработана ЭКД на экспериментальный прибор МСН.

Разработана ЭКД на экспериментальный прибор ПНД.

Разработана ПМ лабораторных испытаний экспериментальных приборов МСН и ПНД.

На втором этапе проведены работы по подготовке экспериментальной площадки и монтажу изготовленных установок магнетронного распыления для нанесения прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал и очистки поверхностей подложек на территории Получателя субсидии. Последняя была разработана и создана в течение второго этапа. Также были проведены испытания смонтированных установок.

Созданная ранее нейтроноводная система и рефлектометр поляризованных нейтронов для исследовательского реактора ИР-8 НИЦ «Курчатовский институт» были смотнированы и испытаны на территории Индустриального партнера.

Разработаны эскизная конструкторская документация для порошкового нейтронного дифрактометра и малоуглового спектрометра нейтронов в составе: чертеж общего вида, технические требования и пояснительная записка. Разработаны программа и методика испытаний для двух вышеуказанных приборов нейтронного рассеяния.

Поданы две заявки на патентование изобретений: «Прерыватель нейтронного пучка», «Нейтронный суперзеркальный поляризатор».

Опубликована статья «Neutron fan beam reflectometry» в журнале «NIMA».

Принята в печать статья «Электронное обеспечение рефлектометра поляризованных нейтронов для реактора ИР-8» в журнале Приборы и Техника Эксперимента № 1, с. 1-5, 2019.

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

 

3 Этап реализации проекта №14.607.21.0194 (01.01.2019-31.12.2019)

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от «26» сентября 2017 года № 14.607.21.0194 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» выполнение ПНИЭР по теме «Импортозамещающее производство наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов прецизионными методами для приборов нейтронного рассеяния» на этапе № 3 в период с 01.01.2019 г. по 31.12.2019 сотрудниками НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ выполнялись следующие работы:

 

3.1 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ за счет собственных средств, затраты которых возмещаются Субсидией

3.1.1 Сборка лабораторной установки механической обработки подложек на территории Получателя Субсидии.

3.1.2 Разработка ПМ лабораторных испытаний лабораторной установки механической обработки подложек.

3.1.3 Проведение лабораторных испытаний лабораторной установки механической обработки подложек на территории Получателя Субсидии.

3.1.4 Разработка технологической инструкции на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал.

3.1.5 Разработка технологических карт на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал разного типа.

3.1.6 Изготовление партии экспериментальных образцов с различным составом прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

3.1.7 Разработка ПМ экспериментальных (рентгеновских и нейтронных) исследований партии экспериментальных образцов прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий

нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал.

3.1.8 Проведение экспериментальных (рентгеновских и нейтронных) исследований партии полученных экспериментальных образцов с различным типом прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий.

3.1.9 Разработка инструкции по эксплуатации лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

3.2 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, выполняемые за счет собственных средств из внебюджетных источников

3.2.1 Разработка предложений и рекомендаций по использованию результатов интеллектуальной деятельности, их правовой охране и способам наиболее эффективного управления правами на них.

3.2.2 Подготовка предложений и рекомендаций по реализации (коммерциализации) результатов ПНИЭР, вовлечению их в хозяйственный оборот.

3.2.3 Разработка проекта технического задания на проведение ОТР.

3.2.4 Разработка проекта технического задания на проведение ОКР.

3.2.5 Разработка технико-экономического обоснования внедрения результатов ПНИЭР на российском и международном рынках.

3.3 Работы НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, выполняемые за счет средств Индустриального партнера

3.3.1 Монтаж экспериментального прибора МСН и отладка его систем управления и программного обеспечения на территории Индустриального Партнера.

3.3.2 Проведение лабораторных испытаний экспериментального прибора МСН по ПМ на территории Индустриального Партнера.

3.3.3 Монтаж экспериментального прибора ПНД на территории Получателя Субсидии и отладка его систем управления и программного обеспечения.

3.3.4 Проведение лабораторных испытаний экспериментального прибора ПНД на территории Получателя Субсидии.

3.3.5 Монтаж экспериментального прибора ПНД на территории Индустриального Партнера.

3.3.6 Проведение лабораторных испытаний экспериментального прибора ПНД на территории Индустриального Партнера.

 

При этом были получены следующие результаты:

 

Проведена сборка лабораторной установки механической обработки подложек на территории Получателя Субсидии.

Разработана ПМ лабораторных испытаний лабораторной установки механической обработки подложек.

Проведены лабораторные испытания лабораторной установки механической обработки подложек на территории Получателя Субсидии.

Разработана технологическая инструкция на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал.

Разработаны технологические карты на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал разного типа.

Изготовлена партия экспериментальных образцов с различным составом прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

Разработана ПМ экспериментальных (рентгеновских и нейтронных) исследований партии экспериментальных образцов прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий

нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал.

Проведены экспериментальные (рентгеновские и нейтронные) исследования партии полученных экспериментальных образцов с различным типом прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий.

Разработана инструкция по эксплуатации лабораторной установки магнетронного распыления для нанесения наноструктурированных покрытий – нейтронных суперзеркал.

Разработаны предложения и рекомендации по использованию результатов интеллектуальной деятельности, их правовой охране и способам наиболее эффективного управления правами на них.

Подготовлены предложения и рекомендации по реализации (коммерциализации) результатов ПНИЭР, вовлечению их в хозяйственный оборот.

Разработан проект технического задания на проведение ОТР.

Разработан проект технического задания на проведение ОКР.

Разработано технико-экономическое обоснование внедрения результатов ПНИЭР на российском и международном рынках.

Осуществлен монтаж экспериментального прибора МСН и проведена отладка его систем управления и программного обеспечения на территории Индустриального Партнера.

Проведены лабораторные испытания экспериментального прибора МСН по ПМ на территории Индустриального Партнера.

Осуществлен монтаж экспериментального прибора ПНД на территории Получателя Субсидии и проведена отладка его систем управления и программного обеспечения.

Проведены лабораторные испытания экспериментального прибора ПНД на территории Получателя Субсидии.

Осуществлен монтаж экспериментального прибора ПНД на территории Индустриального Партнера.

Проведены лабораторные испытания экспериментального прибора ПНД на территории Индустриального Партнера.

Лабораторная установка механической обработки подложек позволяет придавать сложные геометрические формы подложкам, на которые в дальнейшем напыляются прецизионные многослойные наноструктурированные покрытия– нейтронные суперзеркала. Таким образом можно получать нейтронно-оптические компоненты сложной геометрической формы (эллипсоиды, параболоиды и т.п.) с высокой точностью.

Технологическая инструкция на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал подробно описывает весь процесс изготовления и аттестации нейтронных суперзеркал.

Технологические карты на изготовление прецизионных многослойных наноструктурированных покрытий нейтронно-оптических компонентов – нейтронных суперзеркал представляют собой рецепт изготовления нейтронных суперзеркал определенного типа.

Партия экспериментальных образцов демонстрирует возможности экспериментального производства, а экспериментальные испытания показывают качество изготовленных образцов.

Экспериментальный прибор МСН предназначен для структурных исследований по физике конденсированного состояния объектов масштаба от 100 до 10000 Å.

Экспериментальный прибор ПНД предназначен для структурных исследований по физике конденсированного состояния объектов на масштабах от 1 до 100 Å.

Для дальнейшего коммерческого использования результатов проекта как интеллектуальных (РИД), так и материальных (производство), были разработаны предложения и рекомендации по их использованию и вовлечению в хозяйственный оборот. Для этого были разработаны проекты ТЗ на ОТР и ОКР, а также было разработано технико-экономическое обоснование внедрения результатов ПНИЭР на российском и международном рынках.

Опубликована статья «Исследование кинетики окисления нанослоев титана и их использование в устройствах нейтронной оптики» в журнале «Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования», статья «The Electronic System of the Polarized Neutron Reflectometer for the IR-8 Reactor» в журнале «Application of computers in experiments», статья «On precessing spin neutron reflectometry» в журнале «Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques», статья «Neutron Spin Optics: Concepts, Verification and Prospects» в журнале «Advances in Neutron Optics: Fundamentals and Applications in Material, Nuclear Sciences and Biomedicine».

В ходе проекта получены следующие результаты интеллектуальной деятельности (РИД):

  1. Изобретение, патент №2680713 от 26.02.2019 «Прерыватель нейтронного пучка», РФ.
  2. Изобретение, патент №2699760 от 10.09.2019 «Нейтронный суперзеркальный поляризатор», РФ.
  3. Программа для ЭВМ, свидетельство о государственной регистрации №2019618833 от 05.07.2019 «Программа для расчета последовательности толщин слоев нейтронных суперзеркал с учетом межслойной шероховатости», РФ.
  4. Программа для ЭВМ, свидетельство о государственной регистрации №2019667521 от 24.12.2019 «Программа управления установкой для нанесения многослойных наноструктурированных покрытий вакуумным магнетронным распылением», РФ.
  5. Полезная модель, заявка №2019137249 от 19.11.2019 «Устройство для нанесения многослойных покрытий», РФ.
  6.  

Все работы проведены строго в соответствии с требованиями, в точно в указанные сроки. По результатам работ подготовлена отчетная документация.

фгбу пияф им. Б. П. Константинова Национальный исследовательский центр Курчатовский институт