Action of a High-Power Ion Beam of Nanosecond Duration on Commercial AlN Ceramics

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The fracture and change in elemental composition of the surface layers of aluminium nitride ceramics under the action of a high-power ion beam of nanosecond duration have been studied. The spatial characteristics of surface fracture have been determined. The destruction occurs mainly along the boundaries of particles (crystallites) from which the ceramics is sintered. Complete removal of some of these particles from the surface layer is observed both after single and multiple irradiations with a current density of 150 A/cm2. The formation of hemispherical droplets of various sizes is detected both on the irradiated surface of the ceramics and on the surface after removal of the fracture fragment (after multiple irradiation). Depletion of the surface layer of the ceramics in nitrogen has been established. Possible mechanisms of the observed changes in the surface layer of the ceramics are discussed.

About the authors

V. S. Kovivchak

Omsk Scientific Center SB RAS, Institute of Radiophysics and Physical Electronics

Email: kvs_docent@mail.ru
Omsk, 644024 Russia

References

  1. Anandkumar M., Trofimov E. // J. Alloys Compd. 2023. V. 960. P. 170690. http://doi/org/10.1016/j.jallcom.2023.170690
  2. Vaiani L., Boccaccio A., Uva A.E., Palumbo G., Piccininni A., Guglielmi P., Cantore S., Santacroce L., Charitos I.A., Ballini A. // J. Funct. Biomater. 2023. V. 14. P. 146. http://doi/org/10.3390/jfb14030146
  3. Nisar A., Hassan R., Agarwal A., Balani K. // Ceram. Int. 2022. V. 48. P. 8852. http://doi/org/10.1016/j.ceramint.2021.12.199
  4. Sokovkin S.Yu., Balezin M.E. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2020. V. 978. P. 164466. http://doi/org/10.1016/j.nima.2020.164466
  5. Ebert J.N., Rheinheimer W. // Open Ceram. 2022. V. 11. P. 100280. http://doi/org/10.1016/j.oceram.2022.100280
  6. Lizcano M., Williams T.S., Shin E.-S.E., Santiago, D., Nguyen B. // Materials. 2022. V. 15. P. 8121. http://doi/org/10.3390/ma15228121
  7. Remnev G.E., Isakov I.F., Opekounov M.S. et al. // Surf. Coat. Technol. 1999. V. 114. P. 206. http://doi/org/10.1016/S0257-8972(99)00058-4
  8. Remnev G.E., Tarbokov V.A., Pavlov S.K. // Inorg. Mater. Appl. Res. 2022. V. 13. P. 62. http://doi/org/10.1134/S2075113322030327
  9. Uglov V.V., Remnev G.E., Kuleshov A.K., Astashinski V.M., Saltymakov M.S. // Surf. Coat. Technol. 2010. V. 204. P. 1952. http://doi/org/10.1016/j.surfcoat.2009.09.039
  10. Kovivchak V.S., Panova T.V., Burlakov R.B. // J. Surf. Invest. X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2008. V. 2. P. 200. http://doi/org/ 10.1134/S1027451008020079
  11. Kovivchak V.S., Panova T.V., Krivozubov O.V., Davletkil'deev N.A., Knyazev E.V. // J. Surf. Invest. X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2012. V. 6. P. 244. http://doi/org/10.1134/S1027451012030123
  12. Kovivchak V.S., Panova T.V. // J. Surf. Invest. X-Ray, Synchrotron, Neutron Tech. 2019. V. 13. P. 1252. http://doi/org/10.1134/S1027451019060363
  13. Liang G., Shen J., Zhang J. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2017. V. 409. P. 277. http://doi/org/10.1016/j.nimb.2017.04.048
  14. Shen J., Shahid I., Yu X. et al. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2017. V. 413. P. 6. http://doi/org/10.1016/j.nimb.2017.09.031
  15. Romanov I.G., Tsareva I.N. // Tech. Phys. Lett. 2001. V. 27. P. 695. http://doi/org/10.1134/1.1398972
  16. Nakano H., Watari K., Hayashi H., Urabe K. // J. Am. Ceram. Soc. 2004. V. 85. P. 3093. http://doi/org/10.1111/j.1151-2916.2002.tb00587.x
  17. De Faoite D., Browne D.J., Chang-Díaz F.R. et al. // J. Mater. Sci. 2012. V. 47. P. 4211. http://doi/org/10.1007/s10853-011-6140-1
  18. Goldstein J.I., Newbury D.E., Echlin P. et al. Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis. New York: Kluwer acad. /Plenum publ., 2003. 689 p.
  19. Ghyngazov S., Pavlov S., Kostenko V., Surzhikov A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2018. V. 434. P. 120. http://doi/org/10.1016/j.nimb.2018.08.037
  20. Kostenko V., Pavlov S., Nikolaeva S. // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 289. P. 012019. http://doi/org/10.1088/1757-899X/289/1/012019
  21. Ghyngazov S.А., Boltueva V.А. // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 37061. http://doi/org/10.1016/j.ceramint.2023.09.099
  22. Ghyngazov S., Kostenko V., Shevelev S., Lysenko E., Surzhikov A. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2020. V. 464. P. 89. http://doi/org/10.1016/j.nimb.2019.12.013
  23. Zhang S., Yu X., Zhang J. et al. // Vacuum. 2021. V. 187. P. 110154. http://doi/org/10.1016/j.vacuum.2021.110154

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 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».