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

A. M. Borisov; Борисов А. М.; E. S. Mashkova; Машкова Е. С.; M. A. Ovchinnikov; Овчинников М. А.; R. K. Khisamov; Хисамов Р. Х.; I. I. Musabirov; Мусабиров И. И.; R. U. Shayakhmetov; Шаяхметов Р. У.; R. R. Mulyukov; Мулюков Р. Р.

doi:10.31857/S1028096023010077

Повышение термической стабильности поверхности субмикрокристаллического никеля высокодозным ионным облучением

Авторы: Борисов А.М.¹^,2, Машкова Е.С.³, Овчинников М.А.³, Хисамов Р.Х.⁴, Мусабиров И.И.⁴, Шаяхметов Р.У.⁴, Мулюков Р.Р.⁴
Учреждения:
1. Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)
2. Московский государственный технологический университет “СТАНКИН”
3. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына
4. Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 61-66
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/137660
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023010077
EDN: https://elibrary.ru/BKVUDM
ID: 137660

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Приводятся и обсуждаются результаты экспериментального исследования влияния высокодозного ионного облучения на термическую стабильность микроструктуры и поверхностного рельефа субмикрокристаллического никеля. Субмикронная структура никеля получена в ходе интенсивной пластической деформации путем кручения под высоким давлением – 6 ГПа. Проведено облучение ионами аргона с энергией 30 кэВ и дозой 3 × 10¹⁸ см^–2. Показано, что ионное облучение субмикрокристаллического никеля приводит к формированию конусообразной морфологии поверхности. Такая морфология термически стабильна до температуры не менее 500°С. С помощью травления фокусированным ионным пучком галлия с энергией 30 кэВ исследован приповерхностный слой толщиной 10 мкм облученного субмикрокристаллического никеля и отожженного при 500°С. Найдено, что ионно-индуцированная конусообразная морфология поверхности может сохраняться при отжиге и блокировать рост зерен в приповерхностном слое.

Ключевые слова

никель, кручение под высоким давлением, субмикронная структура, высокодозное облучение ионами, конусы, термическая стабильность.

Список литературы

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
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
Majumdar J., Bhattacharjee S. // Frontiers Phys. 2021. V. 9. P. 674928. https://doi.org/10.3389/fphy.2021.674928
Pan R., Zhang H., Zhong M. // Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. P. 1743. https://doi.org/10.1021/acsami.0c16259?ref=pdf
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
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
Carter G. // J. Phys. D. 2001. V. 34. P. R1-R22. https://doi.org/10.1088/0022-3727/34/3/201
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
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
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
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
Mashkova E.S., Molchanov V.A. Medium-Energy Ion Reflection from Solids. Amsterdam: North-Holland, 1985. 444 p.
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
Fischer-Cripps A.C. // Surf. Coat. Technol. 2006. V. 200. P. 4153. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.03.018
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
Носкова Н.И., Мулюков Р.Р. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. Екатеринбург: УроРАН, 2003. 279 с.