Престижной международной премией имени Манфреда фон Арденна за работы в области прикладной физики, направленные на создание техники и технологий нанесения различных упрочняющих покрытий вакуумно-дуговым методом награжден начальник лаборатории Харьковского физико-технического института (ХФТИ) Иван Аксенов. Эта премия — 10 тыс. евро — ежегодно вручается Европейским научно-исследовательским обществом European Society of Thin Films за выдающиеся работы, которые уже получили широкое практическое применение в промышленности, в сферах прикладной физики, в том числе плазменной, электронно-лучевой и вакуумной технологий.
А началась история с «Булатом» более 40 лет назад в отделении физики плазмы ХФТИ во время исследований управляемых термоядерных реакций. Она может служить примером, когда в ходе решения главной задачи экспериментаторам удалось не пропустить побочный эффект, правильно оценить его значение, а затем и развить технологическое направление. Как выразился стоявший у истоков программы «Булат» член-корреспондент НАН Украины, руководитель термоядерных исследований в ННЦ ХФТИ в 1966—1987 годах профессор Владимир Толок, «по дороге в Индию удалось заметить Америку».
В ходе работы над насосом для получения чистого вакуума лаборанты стали жаловаться на то, что внутренние поверхности прибора с трудом поддаются очистке. Оказалось, что во время горения плазменной дуги атомы титана конденсируются на более холодную, чем у катода, поверхность, а ионы ее бомбардируют. В результате на внутренних поверхностях насоса образовывалось прочное покрытие из осевшего на них титана.
Физики назвали вновь открытый процесс КИБ — конденсация с ионной бомбардировкой. Они поняли, что, управляя энергией ионов и направлением их движения, а также используя катоды из различных материалов, можно получать в виде покрытий самые различные соединения и сплавы. Разработанные в ХФТИ установки для нанесения таких покрытий получили название «Булат».
Так, при использовании графитового катода были получены первые пленки алмазоподобного углерода с микротвердостью, приближающейся к твердости природного алмаза. Потом износостойкие покрытия из нитрида молибдена на поршневых кольцах дизельных двигателей, потом отрезные резцы с покрытием из нитрида титана, фрезы, сверла и так далее. Упрочняя поверхность деталей и изделий, новые покрытия в несколько раз увеличивали срок их службы.
В Харькове впервые была изготовлена серия из двадцати «Булатов». В 1974 году после успешно выдержанных ими экзаменов на харьковских заводах вышло постановление Совета министров СССР о широком внедрении передовой технологии упрочнения режущего инструмента в масштабах всего Союза. В течение ряда лет в Украине изготавливалось по 100 установок «Булат-3» в год. (Кстати, часть их сейчас оказалась у хозяев малых предприятий.)
Освоив территорию СССР, «Булаты» попали в США. Лицензию на их изготовление c правом создавать дочерние предприятия в 47 странах мира приобрела созданная для этого американцами фирма Multy Arc Vacuum System. С ее легкой руки метод начал победное шествие по миру, к сегодняшнему дню MAVS продала несколько сотен таких установок на сумму более полумиллиарда долларов США. А сколько всего в мире работает «Булатов», его авторы уже не знают. Кстати, это была единственная проданная институтом лицензия за всю его предыдущую историю и единственная за всю историю Министерства среднего машиностроения.
Однако в конце 80-х годов на продажу уже опубликованных и возможных последующих патентов в этой области был наложен запрет. Установке «Булат» был присвоен гриф «Для служебного пользования», что фактически прекратило тогда взаимосвязи ХФТИ с предприятиями. И это в то время, когда в странах Запада новая технология упрочнения продолжала активно развиваться. Отставая поначалу в научном наполнении, западные ученые заметно опередили СССР, а теперь и Украину в реализации уже открытого. Так что премия имени Манфреда фон Арденна — за пионерские достижения, сделанные еще в 70-е годы. А чем заняты сейчас лауреаты из Харькова?
Иван Аксенов трудится в Харьковском физико-техническом институте. Возглавляемая им лаборатория занимается разработкой новых покрытий, в том числе на изделия из стекла, на декоративную мебельную фурнитуру. Создана технология и оборудование для нанесения сверхтвердых алмазоподобных защитных покрытий на элементы записи и считывания информации для компьютерной техники. Однако серийно в Украине установки не выпускаются. Опытное предприятие ХФТИ может производить их лишь под отдельные заказы, в основном по контрактам с зарубежными странами.
По мнению специалистов, возможность управлять интенсивными потоками плазмы различных веществ позволит получать новые необычные материалы, их соединения и сплавы. Заложенные в Харькове основы атомно-ионной металлургии еще далеко не исчерпали свой инновационный ресурс.
Впрочем, эти работы берут начало еще во времена СССР. Какой из идей, рождающихся в лабораториях института сейчас, суждено получить признание в XXI веке? Покажет время.