Масоперенесення в металічних системах на основі Fe, Cu i Al при імпульсному та інтенсивному опроміненні іонами

Abstract

Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесів масоперенесення та дифузії в системах Ta/Cu/Al, Fe/Pb/Fe, Pb/Fe при спільному осадженні іонів та імплантації, а також при впливі потужних іонних пучків (ПІП). Проведені структурно-фазові дослі-дження за допомогою ПЕМ з дифракцією в системах Fe/Pb і Fe/Pb/Fe. Досліджені процеси сегрегації іонів Al у процесі високоінтенсивної імплантації в α–Fe за допомогою мікропучка протонів (ПІРВ, РЗР). Результатом пружних взаємодій вакансій і вакансійних дефектів поблизу дислокацій є утворення гелікоїда з нерівномірним радіусом (через нерівномірний розподіл домішки за глибиною і по поверхні). На основі розрахунків була визначена енергія активації Нm, яка збігається з енергією міграції вакансій в ОЦК – Fe (1,32 еВ), що підтверджує вакансійний механізм зростання петель, що збирають атоми домішки. Виявлено утворення алмазоподібного та аморфного вуглецю на поверхні монокристалів Fe-Cr-Ni-Mn (111) і (100) при імпланта-ції іонів W. // Русск. версия: Диссертационная работа посвящена исследованию процессов массопереноса и диффузии в системах Ta/Cu/Al, Fe/Pb/Fe, Pb/Fe при совместном осаждении ионов и имплантации, а также при воздействии мощных ионных пучков (МИП). Проведены структурно-фазовые исследования с помощью ПЭМ с дифракцией в системах Fe/Pb и Fe/Pb/Fe. Расчеты показали, что основной вклад в процесс массопереноса дают баро- и термодиффузия при МИП обработке. Исследованы процессы сегрегации ионов Al в процессе высо-коинтенсивной имплантации в α–Fe с помощью микропучка про-тонов (ПИРИ, РОР). С помощью пучка медленных позитронов определены профили вакансионных дефектов после имплантации ионов Al в α-Fe. Результатом упругих взаимодействий вакансий и вакансионных дефектов вблизи дислокаций является образование геликоида с неравномерным радиусом (из-за неравномерного распределения примеси по глубине и по поверхности). На основании расчетов была определена энергия активации Нm, которая совпадает с энергией миграции вакансий в ОЦК – Fe (1,32 эВ), что подтверждает вакансионный механизм роста петель, собирающих ато-мы примеси. Обнаружено образование алмазоподобного и аморфного угле-рода на поверхности монокристаллов Fe-Cr-Ni-Mn (111) и (100) при имплантации ионов W. В рамках поставленной цели исследования были решены следующие задачи: - установлены закономерности процессов перемешивания при одновременном осаждении ионов (пленки) и последовательной имплантации; - проанализировано поведение энергетических спектров вторичных ионов (ЭРВИ); - оценены дозы имплантации ионов Al в α – железе, при которых происходит сегрегация примеси, определены размеры областей локализации примеси с помощью микропучка протонов; - исследованы процессы образования островков алмазоподоб-ного и аморфного углерода при имплантации ионов W в нержа-веющую сталь; - выявлены зоны остаточных напряжений в Рb (сжимающих и растягивающих) с помощью методов ядер отдачи, аннигиляции позитронов и измерения микротвердости. Показано, что в результате воздействия МИП в приповерхностном слое Fe/Pb/Fe происходит перераспределение элементов покрытия и основы с образованием сложной структуры, существенно отличающейся от исходного состояния. Определены оптимальные параметры воздействия МИП, при которых происходит перемешивание элементов покрытия и основы в жидкой и твердой фазах без значительной абляции материала покрытия. Доказано, что разнообразие структур и послойный характер их формирования обусловлены неравномерным распределением дефектов по глубине модифицированного слоя и различиями в скоростях охлаждения на поверхности и в глубинных слоях расплава. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/773