Formation of Whisker-Like Morphology on the Surface of Carbon Fiber under Magnetron Sputtering

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The effect of irradiation with hydrogen, helium, nitrogen and neon ions with an average energy of 0.8 keV on the surface morphology under magnetron sputtering of a high-modular carbon fiber made of polyacrylonitrile was studied experimentally. In all cases, a whisker-like relief was formed on the surface. The greatest height of whiskers was obtained under irradiation with nitrogen and neon ions, the lowest height and lower density of whiskers was obtained under irradiation with hydrogen ions. Comparison with irradiation of polyacrylonitrile carbon fiber with noble gas and nitrogen ions with energies of 10–30 keV shows that the whisker-like morphology complements the variety of types of ion-induced fiber surface morphology. The results obtained are discussed within the framework of existing models of formation of ion-induced morphological elements on the surface of graphite-like materials. It is assumed that there is a threshold in the number of radiation displacements created in the surface layer, leading to the observed qualitative difference in ion-induced morphology at low and high energies. The evaluations of the displacement profiles for the case of irradiation with hydrogen ions show several-fold fewer displacements than for other ions, which correlates with the observed differences in whiskering by selected ions and whisker growth factors observed in the experiment performed.

作者简介

N. Andrianova

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics of Moscow State University; Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: ov.mikhail@gmail.com
Russia, 119991, Moscow; Russia, 125993, Moscow

A. Borisov

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics of Moscow State University; Moscow Aviation Institute (National Research University); Moscow State University of Technology “STANKIN”

Email: ov.mikhail@gmail.com
Russia, 119991, Moscow; Russia, 125993, Moscow; Russia, 127055, Moscow

A. Metel

Moscow State University of Technology “STANKIN”

Email: ov.mikhail@gmail.com
Russia, 127055, Moscow

M. Ovchinnikov

Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics of Moscow State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: ov.mikhail@gmail.com
Russia, 119991, Moscow

V. Sleptsov

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: ov.mikhail@gmail.com
Russia, 125993, Moscow

R. Tsyrkov

Moscow Aviation Institute (National Research University)

Email: ov.mikhail@gmail.com
Russia, 125993, Moscow

参考

  1. Мелешко А.И., Половников С.П. Углерод, углеродные волокна, углеродные композиты. М.: САЙН-ПРЕСС, 2007. 192 с.
  2. Gibson R.F. // Compos. Struct. 2010. V. 92. Iss. 12. P. 2793. https://www.doi.org/10.1016/j.compstruct.2010.05.003
  3. Virgil’ev Yu.S., Kalyagina I.P. // Inorg. Mater. 2004. V. 40. Suppl. 1. P. S33. https://www.doi.org/10.1023/B:INMA.0000036327. 90241.5a
  4. Romanov V.S., Lomov S.V., Verpoest I., Gorbatikh L. // Carbon. 2015. V. 82. P. 184. https://www.doi.org/10.1016/j.carbon.2014.10.061
  5. Sager R.J., Klein P.J., Lagoudas D.C., Zhang Q., Liu J., Dai L. // Compos. Sci. Technol. 2009. V. 69. Iss. 7–8. P. 898. https://www.doi.org/10.1016/j.compscitech. 2008.12.021
  6. Galan U., Lin Y., Ehlert G.J., Sodano H.A. // Compos. Sci. Technol. 2011. V. 71. Iss. 7. P. 946. https://www.doi.org/10.1016/j.compscitech.2011.02.010
  7. Liu Y., Liu X., Ma Z., He Y., Zhang X. // Carbon. 2022. V. 196. P. 128. https://www.doi.org/10.1016/j.carbon.2022.04.069
  8. Floro J.A., Rossnagel S.M., Robinson R.S. // J. Vacuum Sci. Technol. A. 1983. V. 1. P. 1398. https://www.doi.org/10.1116/1.572029
  9. Van Vechten J.A., Solberg W., Batson P.E., Cuomo J.J., Rossnagel S.M. // J. Crystal Growth 1987. V. 82. Iss. 3. P. 289. https://www.doi.org/10.1016/0022-0248(87)90316-2
  10. Рогов А.В., Мартыненко Ю.В., Белова Н.Е., Шульга В.И. // Вопросы атомной науки и техники. Сер. термоядерный синтез. 2011. № 4. С. 65.
  11. Andrianova N.N., Borisov A.M., Mashkova E.S., Parilis E.S., Virgiliev Yu.S. // Horizons in World Physics. 2013. V. 280. P. 171.
  12. Andrianova N.N., Borisov A.M., Virgil`ev Yu.S. Mashkova E.S., Nemov A.S., Pitirimova E.A., Timofeev M.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2008. V. 2. № 3. P. 376. https://www.doi.org/10.1134/S1027451008030099
  13. Andrianova N.N., Borisov A.M., Kazakov V.A., Makunin V.A., Mashkova E.S., Ovchinnikov M.A. // Bull. RAS: Physics. 2020. V. 84. № 6. P. 707. https://www.doi.org/10.3103/S1062873820060039
  14. Andrianova N.N., Borisov A.M., Mashkova E.S., Ovchinnikov M.A., Timofyev M.A., Vysotina E.A. // Vacuum. 2021. V. 188. P. 110177. https://www.doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110177
  15. Andrianova N.N., Borisov A.M., Makunin A.V., Mashkova E.S., Ovchinnikov M.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1396. P. 012003. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/1396/1/012003
  16. Andrianova N.N., Anikin V.A., Borisov A.M., Gorina V.A., Makunin A.V., Mashkova E.S., Ovchinnikov M.A., Cheblakova E.G., Sleptsov V.V. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1313. P. 012001. https://www.doi.org/10.1088/1742-6596/1313/1/012001
  17. Барченко В.Т., Колгин Е.А. Ионно-плазменные технологии в электронном производстве / Под ред. Ю.А. Быстрова. СПб.: Энергоатомиздат. Санкт-Петербургское отд-ние, 2001. 332 с.
  18. Ehrhart P., Schilling W., Ullmaier H. // Encyclopedia Appl. Phys. 1996. V. 15. P. 429. https://www.doi.org/10.1002/3527600434.eap373
  19. Avilkina V.S., Andrianova N.N., Borisov A.M., Mashkova E.S. // Bull. RAS. Phys. 2012. V. 76. P. 520. https://www.doi.org/10.3103/S106287381205005X
  20. Сошников И.П., Лунев А.В., Гаевский М.Э., Нестеров С.И., Кулагина М.М., Роткина Л.Г., Барченко В.Т., Калмыкова И.П., Ефимов А.А., Горбенко О.М. // ЖТФ. 2001 № 7. С. 106.
  21. Bacon D.J., Rao A.S. // J. Nucl. Mater. 1980. V. 91 P. 178. https://www.doi.org/10.1016/0022-3115 (80)90045-8
  22. Liu D., Cherns D., Johns S., Zhou Y., Liu J., Chen W.-Y., Griffiths I., Karthik C., Li M., Kuball M., Kane J., Windes W. // Carbon. 2021. V. 173 P. 215. https://www.doi.org/10.1016/j.carbon.2020.10.086
  23. Niwase K., Tanabe T. // J. Nucl. Mater. 1991. V. 179–181. P. 218. https://www.doi.org/10.1016/0022-3115(91)90065-F

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (197KB)
3.

下载 (1MB)
4.

下载 (144KB)

版权所有 © Н.Н. Андрианова, А.М. Борисов, А.С. Метель, М.А. Овчинников, В.В. Слепцов, Р.А. Цырков, 2023

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».