VLIYaNIE MOShchNOGO IMPUL'SNOGO LAZERNOGO VOZDEYSTVIYa NA STRUKTURU I SVOYSTVA POVERKhNOSTNOGO SLOYa VANADIYa, PREDVARITEL'NO OBLUChENNOGO IONAMI INERTNYKh GAZOV (Obzor)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Обобщены результаты исследования, выполненного авторами по изучению влияния воздействия мощного лазерного излучения на морфологию и микротвердость поверхности ванадия, предварительно имплантированного ионами инертных газов (гелий и аргон). Облучение лазерными импульсами проводили в установке ГОС-1001 в режиме модулированной добротности (плотность мощности потока q = 1,2 × 1012 Вт/м2, длительность импульса 0 = 50 нс, число импульсов N = 1—4) в вакууме. Имплантацию ионов проводили в вакууме в ускорителе ИЛУ при разных режимах: He+ (энергия 30 кэВ, дозы 1,0 × 1022 и 2,0 × 1023 м–2 , плотность потока ионов 4,8 × 1018 м–2 × с–1, Тобл ≈ 500 K), Ar+ (энергия 20 кэВ, доза 1,0 × 1022 м–2, плотность потока ионов 6 × 1018 м–2 × с–1, Тобл ≈ 700 K). Микротвердость определяли двумя способами: по восстановленному отпечатку (HV) и методом кинетического индентирования (HV*). Показано, что при имплантации газов в ванадий в указанных режимах облучения на поверхности мишеней формируются разные структуры радиационного блистеринга, определяемые как непосредственно блистеринг (ионы He+ — доза 1,0× 1022 м–2), флекинг (ионы Ar+ — доза 1,0 × 1022 м–2) и поры (ионы He+ — доза 2,0 × 1023 м–2). Установлено, что характер повреждения мишеней после воздействия лазерного излучения как на исходные образцы, так и на предварительно облученные ионами газов идентичен: образование лунки, окруженной бруствером, за которым расположена зона термического влияния (ЗТВ), причем число импульсов и предварительное облучение газами влияют на размер лунки и общий размер разрушения: эти параметры увеличиваются. Рассмотрены особенности изменения морфологии и микротвердости поверхности мишеней как в лунке, так и в ЗТВ. Отмечено, что воздействие лазерного излучения приводит к увеличению эрозии материалов, предварительно облученных ионами. Обсуждаются механизмы наблюдаемых эффектов.

Full Text

Restricted Access

References

  1. Гусева, М.И. Радиационный блистеринг / М.И. Гусева, Ю.В. Мартыненко // Успехи физических наук.1981. Т. 135. Вып. 4. С. 671—691.
  2. Бондаренко, Г.Г. Радиационная физика, структура и прочность твердых тел / Г.Г. Бондаренко. — М.:Издво Лаборатория знаний. 2016. 462 с.
  3. Данелян, Л.С. Влияние облучения ионами Ar+ на свойства поверхности ванадия и его сплавов / С.Н.Коршунов, А.Н Мансурова, В.В Затекин., В.С. Куликаускас., И.В. Боровицкая, Л.И. Иванов., В.В. Парамонова, М.М. Ляховицкий // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2011. Вып. 2. С. 46—52.
  4. Коршунов, С.Н. Синергетические эффекты при облучении металлов ионами разных элементов (H, He,Ar, C, N) / С.Н Коршунов, Ю.В Мартыненко, В.Г. Столярова // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2010.Вып. 4. С. 20—25.
  5. Мартыненко, Ю.В. Теория блистеринга / Ю.В Мартыненко. – М.: Препринт ИАЭ3145. 1979. 40 с.
  6. Мартыненко, Ю.В. Повреждение пластин дивертора при срывах / Ю.В Мартыненко // ВАНТ. Сер.Термоядерный синтез. 2021. Вып. 3. С. 111—116.
  7. Brezinseka, S. Surface modification of He preexposedtungsten samples by He plasma impact in the divertormanipulator of ASDEX Upgrade / S. Brezinseka,A. Hakola, H. Greuner, M. Balden, A. Kallenbach, M.Oberkofler, G. De Temmerman, D. Douai, A. Lahtinen,B. Bоswirth, D. Brida, R. Caniello, D. Carralero, S.Elgeti, K. Krieger, H. Mayer g , G. Meisl, S. Potzel, V.Rohde, B. Sieglin, A. Terra, R. Neu, Ch. Linsmeier //Nucl. Mater. Energy. 2017. №12. P. 575—581.
  8. Sinclair, G. Structural evolution of tungsten surfaceexposed to sequential lowenergy helium ionirradiation and transient heat loading / G. Sinclair,J.K. Tripathi, P.K. Diwakar, M. Wirtz, J. Linke, A.Hassanein // Nucl. Mater. Energy. 2017. № 12(С).P. 405—411. doi: 10.1016/j.nme.2017.03.003.
  9. Gonderman, S. Effects of in situ dual ion beam (He+and D+) irradiation with simultaneous pulsed heatloading on surface morphology evolution of tungsten–tantalum alloys / S. Gonderman, J. K. Tri pathi, G.Sinclair, T. J. Novakowski, T. Sizyuk, & A. Hassanein// Nucl. Fusion. 2017. V.58(2). 026016. doi: 10.1088/17414326/aa9e9b
  10. Боровицкая, И.В. Особенности повреждения поверхности ванадия при воздействии импульсного лазерного излучения / И.В. Боровицкая, С.Н. Коршунов, А.Н. Мансурова, В.В. Парамонова, Г.Г. Бондаренко, А.И Гайдар, Е.Е. Казилин // Поверхность.Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2020. № 5, С. 56—62.
  11. Боровицкая, И.В. Особенности структурных изменений в поверхностных слоях ванадия в условиях раздельного и последовательного воздействия ионов гелия и импульсного лазерного излучения / И.В.Боровицкая, С.Н. Коршунов, А.Н. Мансурова, В.В.Парамонова, Г.Г. Бондаренко, А.И Гайдар, Е.Е. Казилин // Поверхность. Рентгеновские. синхротронные и нейтронные исследования, 2021. № 4.С. 25—30.
  12. Боровицкая, И.В. Исследование комплексного воздействия интенсивных потоков ионов аргона и импульсного лазерного излучения на поверхность ванадия и сплавов на его основе / И.В. Боровицкая, С.Н. Коршунов, А.Н. Мансурова, Г.Г. Бондаренко, И.Е. Люблинский // ВАНТ. Сер. Термоядерныйсинтез. 2021. Т. 44. Вып. 3. С. 82—93.
  13. Боровицкая, И.В. Изменение морфологии и прочностных свойств поверхности ванадия при воздействии ионов гелия и импульсного лазерного излучения / И.В. Боровицкая, С.Н. Коршунов, А.Н.Мансурова, Г.Г. Бондаренко, А.И Гайдар, Е.В Матвеев, Е.Е Казилин // Поверхность. Рентгеновские,синхротронные и нейтронные исследования. 2023.№1. С. 67—73.
  14. Гусев, В.М. Ионный ускоритель ИЛУ на 100 кэВ с сепарацией по массе / В.М. Гусев, Н.П. Бушаров,С.М. Нафтулин, А.М. Проничев // ПТЭ. 1969. Т.4.С. 19.
  15. ГОСТ Р 8.748–2011 (ИСО 145771: 2002). Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. — М.: Стандартинформ. 2013.
  16. ГOСТ 8.904—2015 (ISO 145772:2015). Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. — М.: Стандартинформ. 2016.
  17. ГОСТ Р ИСО 65071—2007 Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения. — М.: Стандартинформ. 2008.
  18. ГОСТ 9450—76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. — М.: Издвостандартов. 1993. 36 с.
  19. Кузнецов, В.В. Эффекты фазовых переходов при воздействии на вещество энергии высокой плотности (на примере соударения металлов) / В.В. Кузнецов. — Новосибирск: АН СССР. СО. Институт геологии и геофизикию 1985. 72 с.
  20. Анисимов, С.И. Действие излучения большой мощности на металлы / С.И. Анисимов, С.И. Имас,52 „Металлы“. № 1. 2024 г. Я.А., Романов, Г.С., Ходыко Ю.В. — М.: Наука.1970. 272 с.
  21. Климов, Ю.М. Взаимодействие лазерного излучения с веществом : Учеб. пособие / Ю.М.Климов, В.С. Майоров, М.В. Хорошев. — М.: МИИГАиК. 2014.108 с.
  22. Криштал, М.А. Структура и свойства сплавов, обработанных излучением лазера / М.А. Криштал, А.А. Жуков, А.Н. Кокора. — М.: Металлургия.1973. 192 с.
  23. Морозов, Е.В. Особенности повреждаемости и структурных изменений в поверхностном слое вольфрама при импульсном воздействии лазерного излучения, потоков ионов и плазмы / Е.В. Морозов, А.С.Демин, Е.Н. Пименов, В.А Грибков, В.В. Рощупкин,С.А. Масляев, С.В. Латышев, Е.В. Демина, Е.Е. Казилин, А.Г Кольцов, Г.Г. Бондаренко, А.И. Гайдар// ФХОМ. 2017. № 4. С. 5—18.
  24. Боровицкая., И.В. Структурные изменения поверхности образцов ванадия под воздействием импульсных потоков высокотемпературной дейтериевой плазмы и ионов дейтерия / И.В. Боровицкая, Е.Н. Пименов, В.А. Грибков, М. Падух, Г.Г. Бондаренко, А.И. Гайдар, В.В. Парамонова, Е.В. Морозов //Металлы. 2017. № 6. С. 30—37.
  25. Пименов, В.Н. Повреждаемость ниобия импульсными потоками ионов гелия и гелиевой плазмы / В.Н. Пименов, И.В. Боровицкая, А.С. Демин, Н.А. Епифанов, С.В. Латышев, С.А. Масляев, Е.В. Морозов, И.П. Сасиновская, Г.Г. Бондаренко, А.И. Гайдар // ФХОМ. 2021. № 6. С. 5—21.
  26. Боровицкая, И.В. Влияние импульсных пучковоплазменных воздействий на структурные характеристики и механические свойства поверхностного слоя в сплаве инконель 718 / И.В. Боровицкая, А.С. Демин, О.А. Комолова, С.В. Латышев, С.А. Масляев, А.Б. Михайлова, И.С. Монахов, Е.В. Морозов, В.Н. Пименов, Г.Г. Бондаренко, А.И. Гайдар, И.А. Логачев, Е.В. Матвеев // Металлы. 2023. № 4. С. 1—9.
  27. Воробьев, Р.А. Исследование твердости и модуля упругости феррита методом кинетического индентирования / Р.А. Воробьев В.Н. Литовченко, В.Н. Дубинский // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. №5. Т. 82. С. 55—60.
  28. Боровицкая, И.В. Влияние облучения высокотемпературной импульсной дейтериевой плазмой на структуру и механические свойства поверхности сплавов систем CuGa И CuGaNi / И.В. Боровицкая, В.Н. Пименов, С.А. Масляев, А.Б. Михайлова, Г.Г. Бондаренко, Е.В. Матвеев, А.И. Гайдар, М. Падух, А.С. Демин, Н.А. Епифанов, Е.В. Морозов // Металлы. 2022. №1. С.55—64.
  29. Боровицкая, И.В., Исследование коррозионной стойкости ванадиевых сплавов в жидком литии / И.В. Боровицкая, И.Е. Люблинский, Г.Г. Бондаренко, В.В. Парамонова, С.Н. Коршунов, А.Н. Мансурова, М.М. Ляховицкий, М.Ю. Жарков // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2015. Т. 38, Вып. 1. С.15—21.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».