Increasing the Thermal Stability of the Submicrocrystalline Nickel Surface under High-Fluence Ion Irradiation

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The results of an experimental study of the effect of high-fluence ion irradiation on the thermal stability of the microstructure and surface relief of submicrocrystalline nickel are presented and discussed. The submicron structure of nickel was obtained during the severe plastic deformation by torsion under high pressure of 6 GPa. Irradiation with argon ions with an energy of 30 keV and a dose of 3 × 1018 cm–2 was carried out. Ion irradiation of submicrocrystalline nickel was shown to lead to the formation of a cone-shaped surface morphology. This morphology is thermally stable to a temperature of at least 500°C. Using etching with a focused gallium ion beam with an energy of 30 keV, a surface layer 10 µm thick of irradiated submicrocrystalline nickel annealed at 500°С was studied. It was found that the ion-induced cone-shaped morphology of the surface could be preserved during annealing and block grain growth in the near-surface layer.

About the authors

A. M. Borisov

Moscow Aviation Institute; Moscow State University of Technology “STANKIN”

Author for correspondence.
Email: anatoly_borisov@mail.ru
Russia, 125993, Moscow; Russia, 127055, Moscow

E. S. Mashkova

Moscow State University, Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Russia, 119991, Moscow

M. A. Ovchinnikov

Moscow State University, Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Russia, 119991, Moscow

R. K. Khisamov

Institute for Metals Superplasticity Problems RAS

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Russia, 450001, Ufa

I. I. Musabirov

Institute for Metals Superplasticity Problems RAS

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Russia, 450001, Ufa

R. U. Shayakhmetov

Institute for Metals Superplasticity Problems RAS

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Russia, 450001, Ufa

R. R. Mulyukov

Institute for Metals Superplasticity Problems RAS

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Russia, 450001, Ufa

References

  1. De Temmerman G., Heinola K., Borodin D. et al. // Nucl. Mater. En. 2021. V. 27. P. 100994. https://doi.org/10.1016/j.nme.2021.100994
  2. Bondarenko G.G., Kristya V.I., Savichkin D.O. // Vacuum. 2018. V. 149. P. 114. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2017.12.028
  3. Majumdar J., Bhattacharjee S. // Frontiers Phys. 2021. V. 9. P. 674928. https://doi.org/10.3389/fphy.2021.674928
  4. Pan R., Zhang H., Zhong M. // Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. P. 1743. https://doi.org/10.1021/acsami.0c16259?ref=pdf
  5. Mukaddam K., Astasov–Frauenhoffer M., Fasler-Kan E., Marot L., Kisiel M., Steiner R., Sanchez F., Meyer E., Köser J., Bornstein M.M., Kühl S. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 1065. https://doi.org/10.3390/nano12071065
  6. Behrish R., Eckstein W. Sputtering by Particle Bombardment. Berlin–Heidelberg: Springer–Verlag, 2007. 509 p. https://doi.org/10.1007/978-3-540-44502-9
  7. Carter G. // J. Phys. D. 2001. V. 34. P. R1-R22. https://doi.org/10.1088/0022-3727/34/3/201
  8. Begrambekov L.B., Zakharov A.M., Telkovsky V.G. // Nucl. Instrum. Phys. Res. B. 1996. V. 115. P. 456. https://doi.org/10.1016/0168-583X(95)01514-0
  9. Борисов А.М., Машкова Е.С., Овчинников М.А., Хисамов Р.Х., Мулюков Р.Р. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 3. С. 71. https://doi.org/10.31857/S1028096022030062
  10. Борисов А.М., Машкова Е.С., Овчинников М.А., Хисамов Р.Х., Мулюков Р.Р. // Письма в ЖТФ. 2022. № 12. С. 24. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.12.52674.19146
  11. Хисамов Р.Х., Тимиряев Р.Р., Сафаров И.М., Мулюков Р.Р. // Письма о материалах. 2020. Т. 10. № 2. С. 223. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-223-226
  12. Mashkova E.S., Molchanov V.A. Medium-Energy Ion Reflection from Solids. Amsterdam: North-Holland, 1985. 444 p.
  13. Nazarov A.A., Mulyukov R.R. // Handbook of NanoScience. Engineering and Technology. Boca Raton: CRC Press, 2002. P. 22. https://doi.org/10.1201/9781420040623
  14. Fischer-Cripps A.C. // Surf. Coat. Technol. 2006. V. 200. P. 4153. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.03.018
  15. Кузнецова Т.А., Зубарь Т.И., Лапицкая В.А., Судиловская К.А., Чижик С.А., Углов В.В., Шиманский В.И., Квасов Н.Т. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2019. № 5. С. 58. https://doi.org/10.1134/S0207352819050111
  16. Носкова Н.И., Мулюков Р.Р. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. Екатеринбург: УроРАН, 2003. 279 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (3MB)
Indexing metadata
3.

Download (1MB)
Indexing metadata
4.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 А.М. Борисов, Е.С. Машкова, М.А. Овчинников, Р.Х. Хисамов, И.И. Мусабиров, Р.У. Шаяхметов, Р.Р. Мулюков

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».