Influence of Pulsed Beam-Plasma Impact on a Tungsten–Copper Pseudoalloy in the Plasma Focus Device

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 results of a study of the combined effect on the W–Cu pseudoalloy of pulsed flows of deuterium ions with a power density qi ≈ 1 × 109 W/cm2 at an exposure duration of τi = 20 ns and deuterium plasma with parameters qpl ≈ 1 × 108 W/cm2 and τpl = 20 ns generated in the Plasma Focus setup “Vikhr” are presented. It is shown that in the implemented mode of irradiation, the nature of the damage to the surface layer of the tested material depends on the state of the surface of the irradiated samples and the number of pulsed impacts of energy flows. The impact of pulsed irradiation on the polished surface of pseudoalloy samples leads to the appearance of extended copper drops on the tungsten surface and to the formation of many pores, which are observed both in Cu drops and in the W matrix. In addition, microcracks appear on the W surface, as well as islands of a copper film of arbitrary configuration. Repeated irradiation of samples of the studied material with an unpolished surface leads to the formation of chains of tungsten droplets located in the upper parts of extended ridges formed during grinding of the original samples. Bursting bubbles are also visible on the irradiated surface, which arose as a result of the boiling of copper inclusions and a copper film deposited on tungsten. Clusters of such bubbles are often localized along ridges on the tungsten surface. The results obtained are discussed using numerical calculations and analysis of the thermal effect on the considered pseudoalloy under pulsed irradiation.

全文:

受限制的访问

作者简介

I. Borovitskaya

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: symp@imet.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334

A. Demin

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS

Email: symp@imet.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334

N. Epifanov

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS

Email: symp@imet.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334

S. Latyshev

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS; Moscow Technical University of Communications and Informatics

Email: symp@imet.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334; Moscow, 115054

S. Maslyaev

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS

Email: maslyaev@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334

E. Morozov

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS

Email: symp@imet.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334

V. Pimenov

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS

Email: pimval@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334

I. Sasinovskaya

A.A. Baikov Institute of Metallurgy and Material Science of the RAS

Email: symp@imet.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119334

G. Bondarenko

HSE University

Email: gbondarenko@hse.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 101000

A. Gaidar

Research Institute of Advanced Materials and Technologies

Email: symp@imet.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 115054

参考

  1. Леонов В.В., Артемьева О.А., Кравцова Е.Д. Материаловедение и технология композиционных материалов. СГОУВПО “Сибирский федеральный университет”. Красноярск, 2007. 238 с.
  2. Шацов А.А. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2007. № 6. С. 21.
  3. Дьячкова, Л. Н. // Материалы, технологии, инструменты. 2007. Т. 12. № 2. С. 60.
  4. Тихий Г.А. Структура, свойства и технология получения тугоплавких псевдосплавов W–Ni–Fe и Mo–Cu при использовании механоактивированной наноразмерной порошковой шихты: Автореф. дис. … канд. тех. наук: Самара: ГОУ ВПО “Самарский государственный технический университет”, 2008. 23 с.
  5. Чувильдеев В.Н., Москвичева А.В., Баранов Г.В., Нохрин А.В., Лопатин Ю.Г., Белов В.Ю., Благовещенский Ю.В., Шотин С.В. // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35. В. 22. C. 27.
  6. Вигилянская Н.В, Борисов Ю.С., Демьянов И.А. // Автоматическая сварка. 2012. № 1. С. 48.
  7. Прасицкий Г.В. Экспериментальные и теоретические исследования основных операций изготовления псевдосплавных материалов методами прокатки порошков // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы региональной научно-технической конференции. Калуга. 2015. Т. 1. С. 166.
  8. Прасицкий Г.В., Коржавый А.П. Определение размера пор молибденовых каркасов, применяемых для производства молибденово-медных псевдосплавов // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы региональной научно-технической конференции. Калуга. 2017. Т. 1. С. 114-116.
  9. Белоцерковский М.А., Сосновский А.В., Григорчик А.Н., Яловик А.П., Дудан А.В. // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия B. Промышленность. Прикладные науки. Материаловедение. 2018. № 11. C. 95.
  10. Дьячкова Л.Н. // Вести Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2022. Т. 67. № 1. C. 27. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2022-67-1-27-38
  11. Бондаренко Г.Г., Коржавый А.П., Прасицкий В.В., Прасицкий Г.В. // Металлы. 2019. № 6. С. 65.
  12. Пономарев В.А., Яранцев Н.В. Порошковые материалы для изделий электронной техники / Под ред. А.П. Коржавого/ М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. 304 с.
  13. Инюхин М.В., Коржавый А.П. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2016. № 8. С. 10.
  14. Иванов Л.И., Маркушев В.Л., Масляев С.А., Пименов В.Н., Резницкий М.Е., Сасиновская И.П., Цепелев А.Б. // Физика и химия обработки материалов. 1995. № 2. С. 24.
  15. Иванов Л.И., Пименов В.Н., Масляев С.А., Цепелев А.Б., Сасиновская И.П., Никель Х., Линке Дж., Дуве Р. // Перспективные материалы. 1996. № 4. С. 35.
  16. Udris Y.Y. // Metally. 1996. № 1. P. 19.
  17. Bondarenko G.G., Udris Y.Y. // Journal of Nuclear Materials. 1996. V. 233–237. P. 688.
  18. Bondarenko G.G., Udris Y.Y. // Fusion Eng. Des. 1998. V. 39–40. P. 419.
  19. Bondarenko G.G., Udris Ya. Ya. Yakushin V.L. // Fusion Engineering and Design. 2000. V. 51–52. P. 81.
  20. Philipps V. // Journal of Nuclear Materials. 2011. V. 415. P. 2. https://doi.org./10.1016/j.jnucmat.2011.01.110
  21. Shu W.M., Nakamichi M., Alimov V.K., Luo G.N. // Journal of Nuclear Materials. 2009. V. 390–391. P. 1017.
  22. Neu R., Hopf Ch., Kallenbach A., Pütterich T., Dux R., Greuner H., Gruber O., Herrmann A., Krieger K., Maier H., Rohde V. // Journal of Nuclear Materials. 2007. V. 367–370. Part B.P. 1497.
  23. Neu R. // Journal: IEEE Transactions on Plasma Science. 2010. V. 38. № 3. P. 453. https://doi.org./10.1109/TPS.2010.2040092
  24. Будаев В.П. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2015. Т. 38. Вып. 4. С. 5.
  25. Заболотный В., Старостин Е., Кочетков А. // Физика и химия обработки материалов. 2008. № 5. C. 8.
  26. Василенков Н., Максимов А., Грабчиков С., Ластовский С. // Электроника. Наука, технология, бизнес. 2015. № 4(00144). C. 50.
  27. Черкашина Н.И., Матюхин П.В., Ястребинский Р.Н., Павленко З.В., Демченко О.В. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 12-6. С. 991.
  28. Матюхин П.В. // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 9(28). С. 39.
  29. Новиков Л.С. Модель космоса. Т. 2: Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов / под ред. Л.С. Новикова. 8-е изд. М.: Изд-во Книжный дом Университет. 2007. 1144 с.
  30. Ivanov Lev I., Pimenov Valery N., Maslyaev Sergey A., Dyomina Elena V., Gribkov Vladymir A., Mezzetti Franco, DeChiara Paola, Pizzo Linda. // Nukleonika. 2000. V. 45. № 3. P. 203.
  31. Грибков В.А., Демин А.С., Демина Е.В., Дубровский А.В., Карпинский Л., Масляев С.А., Падух М., Пименов В.Н., Шольц М. // Прикладная физика. 2011. № 3. 43.
  32. Пименов В.Н., Боровицкая И.В., Дёмин А.С., Епифанов Н.А., Латышев С.В., Масляев С.А., Морозов Е.В., Сасиновская И.П., Бондаренко Г.Г., Гайдар А.И. // Физика и химия обработки материалов. 2021. № 6. С. 5 https://doi.org./10.30791/0015-3214-2021-6-5-17
  33. Пименов В.Н., Боровицкая И.В., Демин А.С., Епифанов Н.А., Казилин Е.Е., Латышев С.В., Масляев С.А., Морозов Е.В., Сасиновская И.П., Бондаренко Г.Г., Гайдар А.И. // Перспективные материалы. 2022. № 5. С. 17. https://doi.org./10.30791/1028-978X-2022-5-17-30.
  34. Грибков В.А., Латышев С.В., Масляев С.А., Пименов В.Н. // Физика и химия обработки материалов. 2011. № 6. 16.
  35. Латышев С.В., Грибков В.А., Масляев С.А., Пименов В.Н., Падух М., Желиньска Э. // Перспективные материалы. 2014. № 8. С. 5.
  36. Физические величины. / Справочник под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. 1991. 1232 с.
  37. Николаев О.С. Критическое состояние металлов. М.: ЛЕНАНД, 2006, 128 с.
  38. Дульнев Г. Н, Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Ленинград: Энергия, 1974. 264 с.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. The microstructure of the W–Cu pseudoalloy sample in its initial state: (a) is SEM and (b–d) is its elemental composition, determined by the X—ray diffraction method at the points indicated in Fig. 1a: region 1 — W, volume 2 — Cu, volume 3 — copper contour around Cu inclusion.

下载 (220KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Microstructure of the surface of the W–Cu pseudosplant after irradiation with streams of deuterium ions and deuterium plasma of the initial polished sample with a different number of pulse actions N: a — N = 4; b, c — N = 8; SEM: 1 — Cu droplets, 2 — W, 3 — pores, 4 — sections Cu of the film.

下载 (372KB)
索引源数据
4. Fig. 3. The microstructure of the W–Cu pseudoalloy after irradiation with deuterium ion fluxes and deuterium plasma of the polished sample at N = 8: (a) is SEM and (b, c) is the elemental composition determined by the X—ray diffraction method at points 1 and 2 indicated in Fig. 3a (i.e., 1 is a drop of Cu, T. 2 is a section of the Cu film on the surface of W).

下载 (243KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Microstructure of the unpolished surface of the W–Cu pseudoalloy after irradiation with deuterium and deuterium plasma ion fluxes under a different number of pulse actions N: a — N = 1; b — N = 2; c, d — N = 4; SEM: 1 – extended ridges, 2 — drops W, 3 — Cu film sections.

下载 (526KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Sections of the microstructure of the unpolished surface of the W–Cu pseudo-alloy after irradiation with deuterium and deuterium plasma ion fluxes at N = 8. Chains and clusters of bubbles with destroyed shells and microcracks are visible: 1 — a chain of burst bubbles, 2 — clusters of burst bubbles, 3 — microcracks.

下载 (393KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Sections of the microstructure of the unpolished surface of the W–Cu pseudo—alloy after irradiation with deuterium and deuterium plasma ion fluxes at N = 4 (a), N = 8 (b) - SEM and the elemental composition (c, d) determined by the X-ray diffraction method at points 1 and 2 indicated in Fig. 6a (volume 1 — inclusion of Cu, volume 2 — copper film on the surface of W, volume 3 — burst bubbles).

下载 (254KB)
索引源数据
8. 7. Dynamics of the motion of the interfaces between the solid and liquid phases of copper and tungsten in the surface layer of the W–Cu pseudo-alloy (a) and the temperature distribution in its surface layer (b) after a single pulse action of the energy flux for two time points: 1 — t = 30 ns, 2 — t = 200 ns.

下载 (81KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».