Закономерности формирования ультрадисперсных интерметаллидных фаз в поверхностных слоях никеля и титана при высокоинтенсивной ионной имплантации

• Автор: Божко, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ МЕТАЛЛОВ ПОСРЕДСТВОМ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОРАЗМЕРНЫХ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ ФАЗ ПРИ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ
1.1. Ионная имплантация - метод модифицирования поверхностных свойств
1.1.1. Ионная имплантация и ее основные виды
1.1.2. Физические процессы при взаимодействии ускоренных ионов с твердым телом
1.1.3. Структурно-фазовые превращения в поверхностных ионнолегированных слоях
1.2. Нанокристаллические материалы
1.2.1. Методы получения нанокристаллических материалов
1.2.2. Особенности структуры нанокристаллических материалов
1.2.3. Свойства нанокристаллических материалов
1.3. Интерметаллические соединения. Структура и физико-механические свойства
1.3.1. Диаграмма состояния и физико-механические свойства соединений системы никель-алюминий
1.3.2.Диаграмма состояния и физико-механические свойства соединений системы титан - алюминий
1.4. Формирование модифицированных поверхностных слоев при ионной имплантации в системах №-А1 и Т1-А1
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекгы исследования
2.2. Условия и режимы ионной имплантации
2.3. Методы исследования и обработка экспериментальных результатов
3. СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ НИКЕЛЯ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ИОНАМИ АЛЮМИНИЯ
3.1. Основные характеристики исходного никеля
3.2. Распределение внедренных элементов по глубине ионно-легированных слоев никеля
3.2.1. Элементный состав поверхностных ионно-легированных слоев никеля
3.2.2. Массоперенос при формировании ионно-легированных слоев
никеля методом высокоинтенсивной имплантации ионов алюминия
3.3. Рентгенофазовый анализ поверхностных ионно-легированных слоев
никеля
3.4. Структурно-фазовое состояние модифицированных поверхностных слоев никеля
3.5. Обсуждение полученных экспериментальных результатов
4. СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ И ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ
ТИТАНА, ИОННО-ЛЕГИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕМ
4.1. Основные характеристики исходного титана (ВТ1-0)
4.2. Распределение внедренных элементов по глубине
ионно-легированных слоев титана
4.2.1.Элементный состав ионно-легированных слоев титана
4.2.2. Массоперенос при формировании модифицированных слоев титана при высокоинтенсивной имплантации ионов алюминия
4.3. Морфология поверхности имплантированного титана
4.4. Структурно-фазовое состояние поверхностных слоев титана,
модифицированных ионами алюминия
4.5. Физико-механические свойства ионно-легированных слоев титана
4.6. Обсуждение полученных экспериментальных результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
В - полуширина рентгеновской линии.
С - концентрация компонента.
О - коэффициент диффузии.
Е - средняя энергия иона.
В - средний размер частиц (зерен).
Вш - межплоскостное расстояние.
- коэффициент трения.
I- относительная интенсивность дифракционного максимума.
Ну— микротвердость.
А,- Н° - стандартная энтальпия образования соединения.
/г - толщина слоя, у - плотность ионного потока. к - коэффициент Холла-Петча.
Рр - проективный пробег иона в твердом теле.
Д/х’., - продольный разброс пробегов ионов (продольный страгглинг).
М± - поперечный разброс пробегов ионов (поперечный страгглинг).
К2 - коэффициент корреляции.
5 - коэффициент распыления.
- безразмерная характеристика асимметрии.
Г - температура.
- время.
II- ускоряющее напряжение.
IV- плотность распределения результата измерения. у — глубина слоя.
9 - угол, соответствующий положению максимума рентгеновской линии, ст,/ - среднее квадратичное отклонение.
Ф — доза (флюенс) облучения ионами.

нанокристаллического железа было показано [45], что нанокристаллический материал может быть разделен на две структурные компоненты: упорядоченные зерна (кристаллиты) размером 5-20 нм, и межкристаллитные границы шириной до 1 нм. Расположение в пространстве граничных атомов отличается от расположения решеточных атомов.
В кристаллитах имеется дальний порядок расположения атомов. Атомная структура границ не является простой и зависит от многих параметров, в первую очередь от ориентировки двух соседних
•да»«
Рис. 1.11. Схематическое представление структуры нанокристаллического материала. Черные кружки атомы кристаллитов, белые - меж-кристаллитных границ [44]
кристаллов (рис. 1.11). Расположение атомов в границе 1 отличается от аналогичного в границе 2. Поскольку кристаллиты, формирующие нанокристаллический материал, ориентированы случайно, то таких границ, имеющих различное строение, может быть порядка 1019 в 1 см3.
Таблица 1.1. Классификация нанокристаллических материалов по составу, распределению и форме структурных составляющих (Г. Гляйтер) [46]
Форма
Состав и распределение фаз (зерен)
Однофазный
Многофазный
Статистическое
Идентичные границы
Неидентичные
границы
Матричное
Пластин
чатая

г «к х і я

Столбча-

ж 8 Й
$ Ш Ж
Равноос-