Влияние деформационного наноструктурирования на ионно-лучевую эрозию металлов

Обложка
  • Авторы: Андрианова Н.Н.1,2, Борисов А.М.1,2,3, Овчинников М.А.1, Хисамов Р.Х.4, Мулюков Р.Р.4
  • Учреждения:
    1. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова”
    2. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)”
    3. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»”
    4. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук”
  • Выпуск: Том 88, № 4 (2024)
  • Страницы: 564-571
  • Раздел: Взаимодействие ионов с поверхностью
  • URL: https://ta-journal.ru/0367-6765/article/view/654701
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676524040066
  • EDN: https://elibrary.ru/QIOEPP
  • ID: 654701

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние деформационного наноструктурирования меди, никеля и титана на ионно-индуцированную морфологию и распыление при высокодозном облучении ионами аргона с энергией 30 кэВ по нормали к поверхности. Распыление слоя, соизмеримого с размером зерен металлов, приводит к однородному конусообразному рельефу, стационарная эрозия которого происходит со значительным перепылением атомов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Н. Андрианова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова”; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)”

Email: anatoly_borisov@mail.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова”, Научно-исследовательски институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына

Россия, Москва; Москва

А. М. Борисов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова”; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет)”; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»”

Автор, ответственный за переписку.
Email: anatoly_borisov@mail.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова”, Научно-исследовательски институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына

Россия, Москва; Москва; Москва

М. А. Овчинников

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования “Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова”

Email: anatoly_borisov@mail.ru

Научно-исследовательски институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына

Россия, Москва

Р. Х. Хисамов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук”

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Россия, Уфа

Р. Р. Мулюков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки “Институт проблем сверхпластичности металлов Российской академии наук”

Email: anatoly_borisov@mail.ru
Россия, Уфа

Список литературы

  1. Efe M., El-Atwani O., Guoc Y., Klenosky D.R. // Scripta Mater. 2014. V. 70. P. 31.
  2. Chen Z., Niu L-L., Wang Z. et al. // Acta Mater. 2018. V. 147. P. 100.
  3. Wurmshuber M., Doppermann S., Wurster S. et al. // Int. J. Refract. Hard Mater. 2023. V. 111. Art. No. 106125.
  4. Nagasaki T., Hirai H., Yoshino M., Yamada T. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 2018. V. 418. P. 34.
  5. Michaluk C.A. // J. Electron. Mater. 2002. V. 31. P. 2.
  6. Chen J.-K., Tsai B.-H., Huang H.-S. // Mater. Transact. 2015. V. 56. P. 665.
  7. Reza M., Sajuri Z., Yunas J., Syarif J. // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2016. V. 114. Art. No. 012116.
  8. Voitsenya V.S., Balden M., Bardamid A.F. et al. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 2013. V. 302. P. 32.
  9. Yang W., Zhao G., Wang Y. et al. // J. Mater. Sci. Mater. Electron. 2021. V. 32. P. 26181.
  10. Mashkova E.S., Molchanov V.A. Medium-energy ion reflection from solids. Amsterdam, 1985. 444 p.
  11. Behrisch R., Eckstein W. Sputtering by particle bombardment. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2007. 509 p.
  12. Smirnova N.A., Levit V.I., Pilyugin V.P. et al. // Phys Met. Metallogr. 1986. V. 61. P. 1170.
  13. Nazarov A.A., Mulyukov R.R. Nanostructred materials. In: Handbook of NanoScience. Engineering and technology. Boca Raton: CRC Press, 2002. Art. No. 22.
  14. Markushev M.V., Avtokratova E.V., Krymskiy S.V. et al. // Lett. Mater. 2022. V. 12. P. 463.
  15. Khisamov R. Kh., Khalikova G.R., Kistanov A.A. et al. // Contin. Mech. Thermodyn. 2023. V. 35. P. 1433.
  16. Murzaev R.T., Bachurin D.V., Mukhametgalina A.A. et al. // Phys. Lett. A. 2020. V. 384. Art. No. 126906.
  17. Жукова Ю.Н., Машкова Е.С., Молчанов В.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 1994. Т. 58. No 3. С. 92.
  18. Борисов А.М., Виргильев Ю.С., Машкова Е.С., Немов А.С. // Изв. РАН. Сер. физ. 2006. Т. 70. № 6. С. 820.
  19. Андрианова Н.Н., Борисов А.М., Машкова Е.С., Немов А.С. // Поверхность. 2005. № 3. C. 79.
  20. Littmark U., Hofer W.O. // J. Mater. Sci. 1978. V. 13. P. 2577.
  21. Гарин Ш.Н., Додонов А.И., Машкова Е.С. и др. // Изв. АН СССР. Сер. физ. 1985. Т. 49. С. 1808.
  22. Makeev M.A., Barabasi A.-L. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 2004. V. 222. P. 316.
  23. Stadlmayr R., Szabo P.S., Berger B.M. et al. // Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 2018. V. 430. P. 42.
  24. Шульга В.И. // Поверхность. Рентген. синхротр. и нейтрон. исслед.2020. № 12. С. 83.
  25. Борисов А.М., Машкова Е.С., Овчинников М.А. и др. // Поверхность. Рентген. синхротр. и нейтрон. исслед.2022. № 3. С. 71.
  26. Борисов А.М., Овчинников М.А., Машкова Е.С. и др. // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. № 12. С. 24.
  27. Cupak C., Szabo P.S., Biber H. et al. // Appl. Surf. Sci. 2021. V. 570. Art. No. 151204.
  28. Szabo. P.S., Cupak C., Biber H. et al. // Surf. Interfaces. 2022. V. 30. Art. No. 101924.
  29. Diddens C., Linz S.J. // Eur. Phys. J. B. 2015. V. 88. P. 190.
  30. http://www.srim.org.
  31. Matsunami N., Yamamura Y., Itikawa Y. et al. // Atom. Data Nucl. Data Tables. 1984. V. 31. P. 1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. РЭМ изображения поверхности образцов меди с разной структурой после облучения ионами Ar+ с энергией 30 кэВ: (а) ультрамелкозернистый, облученный с флюенсом 3·1018 ион/см2, (б) мелкозернистый – с флюенсом 3·1018 ион/см2, (в) мелкозернистый – с флюенсом 1.2·1019 ион/см2.

Скачать (367KB)
Метаданные
3. Рис. 2. РЭМ изображения поверхности образцов титана после облучения ионами Ar+ с энергией 30 кэВ: (а) ультрамелкозернистый, облученный с флюенсом 3·1018 ион/см2, (б) крупнозернистый – с флюенсом 1.2·1019 ион/см2.

Скачать (329KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость толщины распыленного слоя Δx от флюенса облучения Ф ионами Ar+ с энергией 30 кэВ для металлов с разной структурой.

Скачать (119KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Распределение углов наклона θ конусов для ультрамелкозернистых и мелкозернистых образцов меди, облученных при различных флюенсах (а), зависимость коэффициента распыления от угла наклона θ для случая одиночного конуса Y и конусообразного рельефа Yк на поверхности меди при облучении ионами Ar+ с энергией 30 кэВ (б).

Скачать (227KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024