Bảo vệ đề cương Nghiên cứu sinh trong lĩnh vực lớp phủ cứng chân không thực hiện tại Viện Công nghệ HaUI

Sáng ngày 13/9/2022, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội tổ chức họp đánh giá đề cương nghiên cứu cho ThS. Nguyễn Đức Luận – giảng viên thuộc Viện Công nghệ HaUI, Nghiên cứu sinh ngành Kỹ thuật Cơ khí đợt 1 năm 2022. Hội đồng đánh giá do PGS. TS. Phạm Văn Bổng - Phó Hiệu trưởng chủ trì, cùng sự tham gia của PGS. TS. Nguyễn Thị Phương Mai, trường Đại học Bách khoa Hà Nội; PGS. TS. Lê Thu Quý, Viện Nghiên cứu Cơ khí; PGS. TS. Hoàng Tiến Dũng, Trưởng khoa Cơ khí, TS. Nguyễn Anh Tú, Phó trưởng khoa Cơ khí.

Hình 1: TS. Nguyễn Anh Tú, Phó trưởng khoa Cơ khí, Ủy viên thư ký hội đồng đọc quyết định thành lập hội đồng và thông qua chương trình làm việc

Kể từ khi được phát hiện từ những năm 1800 màng mỏng nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực: Cơ khí, quang học, y tế, trang trí…Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đặc biệt là kĩ thuật chân không, kĩ thuật cấp năng lượng của nguồn cấp thì phạm vi ứng dụng của màng mỏng đã tăng lên ở mức mà ngày nay hầu hết mọi ngành công nghiệp đều sử dụng chúng để tăng cường các đặc tính vật lý và hóa học cụ thể cho bề mặt của vật liệu. Khả năng điều chỉnh các đặc tính của màng thông qua sự thay đổi của cấu trúc vi mô thông qua các thông số công nghệ được thử nghiệm trong các kỹ thuật lắng đọng ở môi trường chân không đã cho phép tạo ra các loại màng từ đơn giản đơn lớp đơn thành phần đến các loại màng đa lớp đa thành phần ứng dụng trong các lĩnh vực khoa học, sản xuất và đời sống.

Mặc dù vậy quá trình hình thành, mối liên hệ giữa các thông số công nghệ trong quá trình tạo màng, hay đặc điểm hình thái học bề mặt và đặc tính lắng đọng là rất khó điều khiển hoàn toàn chính xác như thiết kế. Bên cạnh đó việc thiếu các kỹ thuật xác định đặc tính thích hợp để thăm dò các màng mỏng có độ dày nhỏ hơn một lớp nguyên tử, cùng với sự thiếu hiểu biết về vật lý đã cản trở quá trình nghiên cứu phát triển của màng mỏng. Do đó vẫn cần phải có các nghiên cứu thực nghiệm về lĩnh vực này để có thể giải thích, xây dựng mô hình và dự đoán chính xác được các đặc tính của màng mỏng.

Những năm gần đây màng cứng bắt đầu nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học và các kỹ sư Việt Nam bởi các đặc tính nổi trội của nó. Một vài cơ sở nghiên cứu trong nước đã bước đầu thực hiện nghiên cứu tạo một số màng cứng như Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TP HCM), Trung tâm Quang Điện tử thuộc Viện Ứng dụng Công nghệ - Bộ Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội.

Hình 2: Hội đồng xét tuyển Nghiên cứu sinh đợt 1 năm 2022 chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí nghe NCS trình bày đề cương nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu do PGS. TS. Phạm Đức Cường, Viện trưởng Viện Công nghệ HaUI, trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã chủ trì thành công nhiều đề tài các cấp trong lĩnh vực này, có thể kể đến các đề tài cấp thành phố Hà Nội “Nghiên cứu chế tạo các lớp màng cứng nano gốc crôm nhằm nâng cao chất lượng khuôn dập loại nhỏ”, đề tài cấp Bộ Công Thương “Nghiên cứu và xây dựng quy trình công nghệ tạo màng cứng gốc titan cho chày dập nóng”, 02 đề tài hợp tác với viện KIST Hàn Quốc về lĩnh vực này “A study on Ti-based hard coatings on PEEK for prosthetic eye application” và “Investigation into mechanical properties of CrN coating deposited on steel and its applications to small dies for aluminum/copper alloys forming”; đề tài Bộ Y tế về ứng dụng lớp phủ TiN cho bi độn hốc mắt sử dụng trong cấy ghép y sinh “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo bi sinh học độn hốc mắt từ vật liệu PolyetherEtherketone (PEEK) dùng trong y tế”, và đặc biệt là02 đề án cấp nhà nước “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thiết bị phủ màng sử dụng kỹ thuật PVD, ứng dụng cho các sản phẩm trong ngành công nghiệp hỗ trợ nhằm nâng cao chất lượng và tuổi thọ” (2019-2020) trong đó nhóm nghiên cứu đã từng bước tính toán thiết kế, chế tạo và tích hợp được hệ thống phủ chân không PVD tại Trường với kích thước, công suất và các tính năng kỹ thuật tiệm cận quy mô công nghiệp, có thể sản xuất thử nghiệm.

Việc phát triển các nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực phủ chân không là một hướng nghiên cứu của Viện Công nghệ HaUI đang hướng tới nhằm làm chủ công nghệ phủ, tạo ra các lớp phủ đơn/đa thành phần, phục vụ cho các ứng dụng cao cấp nhằm nâng cao tuổi thọ, chất lượng gia công, gia công các loại vật liệu khó như dẻo, dai và điều kiện gia công khắc nghiệt như tốc độ cao, nhiệt độ lớn, chịu mài mòn mạnh … Cùng với việc thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa học, ứng dụng, chuyển giao, đào tạo chuyên sâu, nâng cao năng lực nghiên cứu, thiết kế và chế tạo trang thiết bị phục vụ nghiên cứu là rất quan trọng và được chú trọng tại Viện.

Đề tài “Nghiên cứu sự hình thành và một số đặc tính của lớp phủ TiAlCN tạo bằng kỹ thuật hồ quang ca-tốt trên nền thép hợp kim” do NCS Nguyễn Đức Luận thực hiện nhằm hướng tới làm chủ phương pháp, công nghệ tạo lớp phủ cứng bằng phương pháp hồ quang ca-tốt. Bên cạnh đó, việc sử dụng công cụ mô phỏng và máy tính hiệu năng cao - Thuộc Lab SHPC, Viện Công nghệ HaUI để nghiên cứu quá trình hình thành ở cấp độ phân tử, ảnh hưởng các thông số công nghệ tới sự hình thành và đặc tính của lớp phủ cũng sẽ được NCS thực hiện.

Báo cáo của NCS Nguyễn Đức Luận cho thấy, nội dung nghiên cứu của đề tài có tính mới, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, khi các nghiên cứu trong nước chưa đề cập đến lớp phủ này, cũng như ở nước ngoài hiện tại vẫn chưa có các công bố rõ ràng, nghiên cứu nào mô tả và giải thích quá trình hình thành lớp màng đa nguyên tố TiAlCN sử dụng công cụ mô phỏng.

Hình 3: NCS Nguyễn Đức Luận trình bày đề cương nghiên cứu và giải trình làm rõ trước hội đồng

Các nội dung nghiên cứu dự kiến của luận án cũng được NCS báo cáo trước hội đồng một cách cụ thể và chi tiết: Nghiên cứu tổng quan về lớp phủ; Mô phỏng quá trình hình thành màng đơn lớp TiAlN và đa lớp TiAlN/TiAlCN; Nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng cách nam châm vĩnh cửu và cathode đến tốc độ phủ; Nghiên cứu ảnh hưởng của một số tham số công nghệ như hiệu điện thế/ tần số Bias, cường độ dòng điện đến chất lượng lớp màng; Tối ưu hóa các tham số công nghệ về độ cứng và độ chống mài mòn của lớp màng; Nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ của các nguyên tử đến chất lượng lớp màng…

Sau khi nghe Nghiên cứu sinh Nguyễn Đức Luận báo cáo mục tiêu, các nội dung thực hiện dự kiến, phương pháp và kỹ thuật trang thiết bị sẽ sử dụng, các nhà khoa học trong hội đồng xét tuyển đã đánh cao tính mới và khoa học của đề tài luận án với các ứng dụng trong thực tế hiện nay. Đồng thời, hội đồng cũng cho một số góp ý về đề cương nghiên cứu để NCS tiến hành hiệu chỉnh, bổ sung và hoàn thiện đề cương trước khi hoàn tất hồ sơ gửi về nhà trường. Cuối cùng, toàn thể các thành viên trong hội đồng đã thống nhất thông qua đề cương dự tuyển của Nghiên cứu sinh Nguyễn Đức Luận và chúc NCS sớm hoàn thành nhiệm vụ theo đúng kế hoạch đề ra.

Hình 4: PGS. TS. Nguyễn Thị Phương Mai và PGS. TS. Lê Thu Quý khảo sát thiết bị phủ phục vụ luận án tại Lab Công nghệ phủ PVD – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội