Сегрегационные проявления эффекта дальнодействия в медно-никелевых фольгах при ионной имплантации

• Автор: Новоселов, Андрей Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Влияние ионной имплантации на структуру и состояние

поверхностных слоев металлических систем

1.1. Основные закономерности проникновения ионов в матрицу

1.2. Столкновительные и диффузионные процессы при ионной имплантации

1.2.1. Атомное перемешивание

1.2.2. Распыление поверхности твердых тел ионами

1.3. Диффузионные процессы в твердых телах

1.3.1. Основные физические свойства, характеризующие сегрегации

1.3.2. Теории сегрегации

1.3.3. Неравновесная сегрегация
1.3.4. Радиационно-индуцированная сегрегация
1.4. Эффект дальнодействия при ионном облучении
1.4.1. Экспериментальные результаты
1.4.2. Теоретические модели эффекта дальнодействия
1.4.3. Исследование эффекта дальнодействия в неравновесных системах
1.5. Композиционное расслоение в металлах
1.6. Физико-химические характеристики сплавов Сих№1.х
Выводы главы
ГЛАВА 2. Используемые экспериментальные методы
2.1. Аттестация образцов
2.2. Ионная имплантация
2.3. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)
2.4. Оже-электронная спектроскопия (ОЭС)
2.5. Измерение микротвердости
2.6. Рентгеноструктурный анализ (РСА)
Выводы главы

ГЛАВА 3. Исследование сегрегационных проявлений эффекта дальнодействия
3.1. Исследование сегрегационных процессов при облучении фольги сплавов СибоИцо С118о№2о ионами бора и аргона
3.1.1. Аномальная миграция имплантируемых ионов
3.1.2. Сегрегационные проявления эффекта дальнодействия
3.2. Влияние ионной имплантации на микротвердость и атомную структуру образцов сплава СибоИЦо
3.2.1. Зависимость микротвердости образцов от плотности ионного тока
3.2.2. Зависимость межатомного расстояния в сплавах от плотности тока..
3.2.3. Объяснение наблюдаемых зависимостей микротвердости и межатомного расстояния
3.3. Исследование диффузионных процессов в системе (№-Си)+А
3.3.1. Изменение концентрационных профилей элементов системы на облучаемой стороне в зависимости от энергии ионов и дозы облучения
3.3.2. Изменения значений микротвердости образцов в зависимости от энергии ионов и дозы облучения
3.3.3. Изменение концентрационных профилей элементов системы на необлучаемой стороне в зависимости от энергии ионов и дозы облучения
3.4. Объяснение наблюдаемых сегрегационных проявлений эффекта
дальнодействия
Выводы главы
ГЛАВА 4. Исследование влияния ионной имплантации на формирование профилей состава прокатанной фольги сплава никель-медь
4.1. Расслоение в поверхностных слоях фольги при облучении
4.2. Влияние напыленной пленки алюминия на профили распределения компонентов
4.3. Зависимость профилей распределения компонентов от состояния фольги
4.3.1. Спинодальное расслоение в бинарных сплавах
4.3.2. Влияние исходной дефектной структуры на процессы сегрегации
4.3.3. Самоорганизация структуры при внешнем воздействии
4.4. Феноменологическая модель расслоения в поверхностных слоях фольги с
необлученной стороны
Выводы главы
Заключение и выводы
Список литературы

II, от. %

1 “>»■>=„

0,5 1,0 1.5 Л, мкм
Рис. 6. Профили распределения ионов /V' с энергией 40 кэВ в стали 12Х18Н10Т при температуре облучения 300 °С (кривая 1) и наличии растягивающих напряжений а = 120 МПа (кривая 2) в процессе имплантации при комнатной температуре [35].
Следует также отметить, что дислокации, образующиеся и перераспределяющиеся в процессе напряжения, оказывают также влияние на миграцию внедренных атомов азота и в конечном счете на их распределение по глубине. Следует отметить, что авторы цитируемой работы [35] обнаружили методом рентгеноструктурного анализа практически во всем модифицированном слое образование различных фаз (у'—Ре.ф! и с—Без К) нитридов железа и зоны ук твердого раствора.
Фазовые переходы в поверхностных слоях имплантируемых материалов также могут происходить на глубинах, значительно превышающих глубину проникновения ионов [73—75]. Фазовые переходы вообще определяется интенсивностью и дозой облучения ионного пучка, температурой мишени, а иногда и видом бомбардирующих ионов [76].
Для выяснения природы дальнодействия фазовых переходов интересен эксперимент, описанный в [36]. Железо-никелевый сплав Ре^РИзо^ до облучения имел структуру ОЦК а-фазы. После облучения 30-мкм пленки этого сплава ионами Аг (20 кэВ, ] = 100 мкА/см2) весь объем пленки переходил в у-фазу с ГЦК-структурой. При этом температура пленки не превышала 80°С, тогда как обычно переход а —> у происходит при температурах 450-650°С. Зависимость от дозы носит пороговый характер: при времени облучения / = 13 с перехода нет, а при 1 = 15 с есть фазовый переход всего объема. Перехода а —> у нет также, если нужная доза 1016 см-2 набиралась в два этапа с перерывом