By this author

IZMENENIE STRUKTURY I MIKROTVERDOSTI TANTALA V USLOVIYaKh IMPUL'SNYKh PUChKOVO-PLAZMENNYKh VOZDEYSTVIY RAZNOY INTENSIVNOSTI

Issue number 3 from 01.03.2024

Проведено исследование воздействия импульсных потоков высокотемпературной плазмы и ионов D+ и He+, генерируемых в двух установках Плазменный фокус с энергозапасом Е до ~1 MДж (установка ПФ-1000) и Е ≈ 5 кДж (ПФ «Вихрь»), на листовые образцы из тантала. Определены общие черты и различия в изменении микроструктуры, текстуры и микротвердости их поверхностных слоев после облучения. Выполнено численное моделирование воздействия быстрых ионов D+ и He+ на танталовую мишень в условиях, соответствующих проведенным экспериментам. Расчеты показали, что при облучении в режиме, реализованном на более мощной установке ПФ-1000, за 1 импульс испаряется поверхностный слой ~6 мкм, что превышает глубину проникновения ионов D+ и He+ с энергией 100 кэВ в танталовую мишень (1,1 мкм для D+ и 0,6 мкм для He+). В то же время в более мягком режиме облучения с использованием установки ПФ «Вихрь» толщина испаренного слоя (~0,5 мкм) меньше глубины проникновения ионов. Следствием этого являются более выраженные изменения в микроструктуре после облучения в ПФ «Вихрь»: появление множества кратеров (следов выхода имплантированного газа) и микротрещин, образованию которых способствуют дополнительные напряжения, создаваемые этими газами в тантале, а также термические напряжения, возникающие на стадии охлаждения. Имплантация газовых ионов приводит к увеличению микротвердости поверхностного слоя в образцах, облученных гелием или дейтерием в экспериментах на ПФ «Вихрь», в то время как после облучения дейтерием в установке ПФ-1000 микротвердость или не меняется, или незначительно снижается. В поверхностных слоях облученных образцов формируется текстура, обусловленная направленным теплоотводом при охлаждении и кристаллизации оплавленного слоя. Основной чертой изменений является увеличение интенсивности рефлексов от семейства плоскостей {211}, более выраженное в образцах, облученных в ПФ «Вихрь». Исследовано влияние типа рабочего газа (дейтерия или гелия) на микроструктуру, текстуру и микротвердость поверхностного слоя после облучения образцов тантала в установке ПФ «Вихрь». Заметной разницы в изменениях морфологии поверхности и текстуры при использовании дейтерия или гелия не обнаружено. В то же время микротвердость значительно больше повышается при использовании в качестве рабочего газа гелия, чем при использовании дейтерия.

35 0

METHOD OF LOCAL MARKING OF A METAL SURFACE USING ULTRAFINE MINERAL PARTICLES

Issue number 3 from 01.03.2023

Предложен метод локальной маркировки металлической поверхности ультрадисперсными частицами минералов. Методами фотолюминесценции и электромагнитного акустического резонанса исследованы локальные метки, создаваемые минералами и их смесями при помощи технологии минеральных покрытий. Показано, что локальные области образцов из металла, содержащие микрочастицы минералов, создают четкие сигналы в виде пиков излучения люминесценции и параметров затухания электромагнитного акустического резонанса. Имея набор комбинаций из разных люминесцентных минералов и их смесей, а также из технологических приемов внедрения минералов и двух измерительных систем, можно построить локальную и достаточно просто определяемую маркировку с большим набором вариантов.

30 0

VLIYaNIE MOShchNOGO IMPUL'SNOGO LAZERNOGO VOZDEYSTVIYa NA STRUKTURU I SVOYSTVA POVERKhNOSTNOGO SLOYa VANADIYa, PREDVARITEL'NO OBLUChENNOGO IONAMI INERTNYKh GAZOV (Obzor)

Issue number 1 from 01.01.2024

Обобщены результаты исследования, выполненного авторами по изучению влияния воздействия мощного лазерного излучения на морфологию и микротвердость поверхности ванадия, предварительно имплантированного ионами инертных газов (гелий и аргон). Облучение лазерными импульсами проводили в установке ГОС-1001 в режиме модулированной добротности (плотность мощности потока q = 1,2 × 1012 Вт/м2, длительность импульса 0 = 50 нс, число импульсов N = 1—4) в вакууме. Имплантацию ионов проводили в вакууме в ускорителе ИЛУ при разных режимах: He+ (энергия 30 кэВ, дозы 1,0 × 1022 и 2,0 × 1023 м–2 , плотность потока ионов 4,8 × 1018 м–2 × с–1, Тобл ≈ 500 K), Ar+ (энергия 20 кэВ, доза 1,0 × 1022 м–2, плотность потока ионов 6 × 1018 м–2 × с–1, Тобл ≈ 700 K). Микротвердость определяли двумя способами: по восстановленному отпечатку (HV) и методом кинетического индентирования (HV*). Показано, что при имплантации газов в ванадий в указанных режимах облучения на поверхности мишеней формируются разные структуры радиационного блистеринга, определяемые как непосредственно блистеринг (ионы He+ — доза 1,0× 1022 м–2), флекинг (ионы Ar+ — доза 1,0 × 1022 м–2) и поры (ионы He+ — доза 2,0 × 1023 м–2). Установлено, что характер повреждения мишеней после воздействия лазерного излучения как на исходные образцы, так и на предварительно облученные ионами газов идентичен: образование лунки, окруженной бруствером, за которым расположена зона термического влияния (ЗТВ), причем число импульсов и предварительное облучение газами влияют на размер лунки и общий размер разрушения: эти параметры увеличиваются. Рассмотрены особенности изменения морфологии и микротвердости поверхности мишеней как в лунке, так и в ЗТВ. Отмечено, что воздействие лазерного излучения приводит к увеличению эрозии материалов, предварительно облученных ионами. Обсуждаются механизмы наблюдаемых эффектов.

33 0

ISSLEDOVANIE TRIBOLOGIChESKIKh PARAMETROV REL'SOVOY STALI 76, MODIFITsIROVANNOY UL'TRADISPERSNYMI ChASTITsAMI MINERALOV

Issue number 4 from 01.04.2024

Проведены исследования параметров износа и зависимости коэффициента трения от температуры в диапазоне от комнатной температуры до 110 oC поверхностных слоев образцов рельсовой стали 76, модифицированных по технологии минеральных покрытий, а также сравнительное исследование этих слоев с характеристиками сухого трения слоев, полученных методом лазерной наплавки сплавов разного состава. Представлены результаты испытаний трех видов поверхностных слоев стали, модифицированных ультрадисперсными частицами минералов по технологии минеральных покрытий, на трение металла по металлу без смазочного материала при фиксированной статической нагрузке 32 и 41 Н. Определены некоторые показатели износостойкости и изменения коэффициента трения в зависимости от температуры нагрева поверхности. Зафиксирована стабильность или слабая зависимость коэффициента трения образцов с минеральными покрытиями от температуры в диапазоне от комнатной температуры до 110 oC. Результаты сравнительных испытаний характеристик сухого трения поверхностных слоев показали сопоставимость коэффициентов трения образцов с минеральными покрытиями и образцов с полученными методом лазерной наплавки вольфрам-кобальтовым и железо-никелевым покрытиями. По результатам эксплуатационного испытания крестовины Р-65 с износостойким минеральным покрытием установлено, что за восемь месяцев эксплуатации износ сердечника и усовиков крестовины примерно на 30% меньше, чем износ сердечника и усовиков крестовины без минерального покрытия.

34 0