Специалисты Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) разработали новую методику, позволяющую производить высококачественные алмазные изделия методом аддитивного формирования из газовой фазы. Одним из главных достижений стала демонстрация первой в истории способности синтезировать варистор — ключевой элемент электронных схем, предназначенный для защиты аппаратуры от перенапряжений — непосредственно из алмазных порошков методом аддитивного формирования с использованием газовой фазы. Результаты исследования опубликованы в журнале Diamond and Related Materials.

Созданный исследователями российский алмазный варистор показал прекрасные результаты по ключевым параметрам, таким как стабильность электрических характеристик и тепловая проводимость. Результаты экспериментов подтвердили эффективное формирование массивных алмазных структур с минимальной пористостью и отличным качеством.

Технология газофазной 3D-печати основывается на чередовании процесса нанесения слоёв алмазного порошка и процессов осаждения алмаза из газовой фазы. Рост алмаза осуществляется из плазменного разряда генерируемого источником СВЧ с частотой 2,45 ГГц. В качестве исходного алмазного порошка может быть использован как синтетический, так и природный алмазный порошок.

Благодаря этому новому методу удалось создать функциональные алмазные компоненты, такие как варисторы, способные изменять своё электрическое сопротивление в зависимости от воздействующего тока. Технология допускает точную настройку геометрии и размеров изделий, позволяя достигать идеального соответствия техническим требованиям заказчика. Получаемые алмазные структуры обладают высокой теплопроводностью — до 170 Вт/м·К, что делает их незаменимыми материалами для использования в устройствах, функционирующих в тяжёлых условиях эксплуатации.

Такой подход открывает широкие возможности для развития аддитивных технологий применительно к труднообрабатываемым и высокотемпературным материалам. Кроме того, разработанная технология находит применение в медицинской диагностике, энергетическом оборудовании и авиационной промышленности, создавая основу для качественного скачка отечественного производства надёжных и эффективных электронных компонентов и аддитивных технологий.

Источник: пресс-служба ИМЕТ РАН.