Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Исследование поверхностных слоев титанового сплава ВТ6 с нанесенной пленкой углерода при ионно-лучевом перемешивании

Н. М. Созонова, В. Л. Воробьев, Ф. З. Гильмутдинов, М. И. Казанбаев, В. Я. Баянкин, А. Л. Ульянов

Аннотация


Исследован поверхностный слой, полученный путем ионно-лучевого перемешивания тонкой пленки углерода, нанесенной на титановый сплав ВТ6. Определен состав и химическое состояние элементов в поверхностном слое. Обнаружено формирование разупорядоченной структуры углерода в тонком поверхностном слое (20 - 40 нм) и карбидов титана в переходном слое. Разработана модель формирования структуры в образцах во время облучения. Показано, что образование разупорядоченной структуры углерода, карбидов титана и дислокационных субструктур обусловливает увеличение микротвердости образцов после ионно-лучевого перемешивания.

Ключевые слова


ion-beam stirring; titanium carbides; disordered carbon; titanium alloy VT6; x-ray photoelectron spectroscopy; simulation

Полный текст:

PDF

Литература


Калин Б. А., Волков Н. В., Олейников И. В. Перемешивание в многослойных пленках и легирование приповерхностных слоев поликристаллических подложек под воздействием пучков ионов с широким энергетическим спектром // Известия РАН. Серия физическая. 2012. Т. 76, № 6. C. 771 - 776.

Komarov F. F., Konstantinov V. M., Kovalchuk A. V. et al. The effect of steel substrate pre-hardening on structural, mechanical, and tribological properties of magnetron sputtered TiN and TiAlN coatings // Wear. 2016. V. 352 - 353. P. 92 - 101.

Иванов И. В., Теммес А., Скиба В. Ю. и др. Влияние плотности мощности электронного пучка на структуру титана при вневакуумной электронно-лучевой обработке // МиТОМ. 2018. № 10. С. 10 - 17.

Mackerle J. Coatings and surface modification technologies: a finite element bibliography (1995 - 2005) // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 2005. No. 13. P. 935 - 979 (doi: 10.1088/0965-0393/13/6/011).

Калита В. И., Комлев Д. И., Прибытков Г. А. и др. Структура, фазовый состав и микротвердость плазменного керметного покрытия TiC - Ti // Физика и химия обработки материалов, 2018. № 3. С. 16 - 28.

Rajabi A., Ghazali M. J., Daud A. R. Chemical composition, microstructure and sintering temperature modifications on mechanical properties of TiC-based cermet - A Review // Material. Design. 2015. V. 67. Р. 46 - 95.

Hauert R., Patscheilder J. From alloing to nanocomposites - improved performance of hard coatings // Advanced Engineering Materials. 2000. V. 2, Iss. 5. P. 247 - 259.

Дьяконова Н. П., Шелехов Е. В., Свиридова Т. А., Резников А. А. Количественный рентгеновский фазовый анализ слаботекстурированных объектов // Заводская лаборатория. 1997. Т. 63, № 10. С. 17 - 24.

Дорофеев Г. А., Стрелецкий А. Н., Повстугар И. В. и др. Определение размеров наночастиц рентгеновской дифракции // Коллоидный журнал, 2012. Т. 74. С. 710 - 720.

URL: http://lammps.sandia.gov/.

Wagner C. D., Rigus W. M., Davis L. E. Handbook of x-ray photoelectron spectroscopy. Physical Electronics div., Perkin- Elmer Corp., Eden Prairie. 1979.

Ferrari А. С., Robertson J. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamond-like carbon, and nanodiamond. Phil. Trans. R. Soc. Lond. 2004. A 362. P. 2477 - 2512.

Гуляев А. П. Металловедение / Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. 544 с.

Курзина И. А., Козлов Э. В., Шаркеев Ю. П. Градиентные поверхностные слои на основе интерметаллидных частиц. Томск: Изд-во НТЛ. 2013. 260 с.

Lindsay L., Broido D. A. Optimized Tersoff and Brenner empirical potential parameters for lattice dynamics and phonon thermal transport in carbon nanotubes and graphene // Physical Review B. 2010. V. 81. Р. 205441.

URL: https://ovito.org/index.php/.

Ziegler J. F., Biersack J. P., Littmark U. The stopping and range of ions in solids. New York: Pergamon. 1985. 321 p.

Комаров Ф. Ф., Новиков А. П., Буренков А. Ф. Ионная имплантация / Под ред. Ф. Ф. Комарова. Минск: Изд-во "Университетское". 1994. 303 с.

Волошин В. П., Наберухин Ю. И. О происхождении расщепления второго максимума в радиальной функции распределения аморфных твердых тел // Журнал структурной химии. 1997. Т. 38, № 1. С. 78 - 88.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2021.2.20-25

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024