The Effect of Irradiation with a High-Power Ion Beam on Atmospheric Oxidation of Polycrystalline Magnesium

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Studies have been carried out of the influence of a high-power ion beam of nanosecond duration on the atmospheric oxidation of polycrystalline magnesium. A decrease in the magnesium oxide phase was detected with increasing beam current density, which is probably due to the intensification of the processes of gas-dynamic expansion of the surface. Subsequent exposure of unirradiated and irradiated samples to a powerful ion beam at a temperature of 240°C in air led to a slowdown in the growth of the oxide phase in the irradiated samples. In this case, the greatest effect was observed for samples irradiated by a beam with a current density of 150 A/cm2. The role of chemical processes, mechanical stresses and structural changes occurring in the beam-modified zone and influencing the oxidation process is discussed. The observed nonmonotonic dependences of the ratios of oxygen and carbon concentrations to magnesium for different heating times are explained by the formation of not only magnesium oxide, but also probably magnesium hydroxide and carbonate. It has been shown that the effect of increasing the oxidation resistance of magnesium irradiated with a powerful ion beam can also be influenced by an increase in the concentration of carbon during its penetration into the surface layer.

About the authors

T. V. Panova

Dostoevsky Omsk State University

Email: panovatv@omsu.ru
Omsk, 644077

V. S. Kovivchak

Dostoevsky Omsk State University

Email: panovatv@omsu.ru
Omsk, 644077

References

  1. Jayasathyakawin S., Ravichandran M., Baskar N., Chairman C.A., Balasundaram R. // Materials Today: Proc. 2020. V. 27. P. 909. https://www.doi.org/10.1016/j.matpr.2020.01.255
  2. Chen J., Tan L., Yu X., Etim I.P., Ibrahim M., Yang K. // J. Mech. Behavior Biomed. Mater. 2018. V. 87. P. 68. https://www.doi.org/10.1016/j.jmbbm.2018.07.022
  3. Chen J., Xu Y., Kolawole S.K., Wang J., Su X., Tan L., Yang K. // Materials. 2022. V. 15. P. 5031. https://www.doi.org/10.3390/ma15145031
  4. Wei L., Gao Z. // RSC Adv. 2023. V. 13. Р. 8427. https://www.doi.org/10.1039/D2RA07829E
  5. Atrens A., Chen X., Shi Z. // Corros. Mater. Degrad. 2022. V. 3. P. 566. https://www.doi.org/10.3390/cmd3040031
  6. Галкин Н.Г., Ваванова С.В., Галкин К.Н., Баталов Р.И., Баязитов Р.М., Нуждин В.И. // Журнал технической физики. 2013. Т. 83. Вып. 1. С. 99.
  7. Nene S.S., Kashyap B.P., Prabhu N., Estrin Y., Al-Samman T. // J. Mater. Sci. 2015. V. 50. P. 3041. https://www.doi.org/10.1007/s10853-015-8846-y
  8. Лебедев В.А., Седых В.И. Металлургия магния. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2010. 174 с.
  9. Bahmani A., Arthanari S., Shin K.S. // J. Magnesium Alloys. 2020. V. 8. P. 134. https://www.doi.org/10.1016/j.jma.2019.12.001
  10. Козлов И.А., Каримова С.А. // Авиационные материалы и технологии. 2014. No 2. С. 15. https://www.doi.org/10.18577/2071-9140-2014-0-2-15-20
  11. Yao W., Wu L., Huang G., Jiang B., Atrens A., Pan F. // J. Mater. Sci. Technol. 2020. V. 52. P. 100. https://www.doi.org/10.1016/j.jmst.2020.02.055
  12. Синявский В.С. // Технология легких сплавов. 2011. No 2. С. 77.
  13. Liu C., Liang J., Zhou J., Wang L., Li Q. // Appl. Surf. Sci. 2015. V. 343. P. 133. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.03.067
  14. Yu B., Dai J., Ruan Q., Liu Z., Chu P.K. // Coatings. 2020. V. 10. P. 734. https://www.doi.org/10.3390/coatings10080734
  15. Liu Y.R., Zhang K.M., Zou J.X., Liu D.K., Zhang T.C. // J. Alloy. Compd. 2018. V. 741. P. 65. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.12.227
  16. Kovivchak V.S., Nesov S.N., Panova T.V, Korusenko P.M. // Appl. Surf. Sci. 2024. V. 654. P. 159491. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.159491
  17. Panova T.V., Kovivchak V.S. // J. Surf. Invest.: X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2022. V. 16. No 2. P. 347. https://www.doi.org/10.1134/S102745102202032X
  18. SRIM & TRIM (2013) http://www.srim.org/
  19. Романов В.В.Коррозия магния. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1961. 68 с.
  20. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками. Пер. с англ. / Ред. Поут Дж.М., Фоти Г. и др. М.: Машиностроение, 1987. 423 с.
  21. Грибков В.А., Григорьев В.И., Калин Б.А., Якушин В.Л. Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов. М.: Круглый год, 2001. 528 с.

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».