"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Влияние высоких доз ионов N+, N++ Ni+, Mo++ W+ на физико-механические свойства TiNi
Погребняк А.Д., Братушка С.Н., Маликов Л.В., Левинтант Н., Ердыбаева Н.К., Плотников С.В., Гриценко Б.П.1
1Институт физики прочности и материаловедения РАН, Томск, Россия
Поступила в редакцию: 15 августа 2008 г.
Выставление онлайн: 20 апреля 2009 г.

Поверхностный слой эквиатомного сплава TiNi, обладающего эффектом памяти формы в мартенситном состоянии, был модифицирован при помощи высокодозной имплантации ионов N+ с энергией 65 keV (доза имплантации составила от 1017 до 1018 ion/cm2). С помощью методов резерфордовского обратного рассеяния ионов (RBS), растровой электронной микроскопии с микроанализом (SEM и EDS), метода XRD в скользящей геометрии, а также измерения нанотвердости и модуля упругости исследовались образцы TiNi после имплантации ионов N+, Ni+-N+, Mo+-W+ дозами от 1017 до ~1018 cm-2. Между двумя максимумами концентрационного профиля ионов N+ обнаружен пик концентрации ионов Ni+. XRD-анализ в скользящей геометрии образцов TiNi после имплантации ионов Ni+ и N+ показал образование фаз TiNi(B2); TiN; Ni3N. Исследования механических характеристик образцов показали, что в исходном состоянии модуль упругости образцов составлял E=56 GPa при твердости H=2.13±0.3 GPa (на глубине 150 nm). После двойной имплантации ионов Ni+-N+, W+-Mo+ твердость образцов TiNi на глубине 150 nm составляла ~2.78±0.95 GPa, а на глубине 50 nm ее значение возросло до 4.95±2.25 GPa при модуле упругости 59 GPa. Отжиг образцов при 550oC привел к увеличению твердости до 4.44±1.45 GPa и резкому увеличению модуля упругости до значения 236±39 GPa. Обнаружена корреляция между элементным составом, микроструктурой, эффектом памяти формы и механическими свойствами приповерхностного слоя TiNi. PACS: 52.80.S, 61.80.Jh, 65.75.g, 68.35.Rh
  • Хирвонен Дж.К. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия, 1985. 457 с
  • Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Энергоатомиздат, 1990. 262 с
  • Pogrebnjak A.D., Tolopa A.M. // Nucl. Instr. and Meth. 1990. Vol. B52. P. 24-43
  • Pogrebnjak A., Kobzev A., Gritsenko B.P. et al. // J. Appl. Phys. 2000. Vol. 87. N 5. P. 2142-2148
  • Pogrebnjak A.D., Kobzev A.P., Gritsenko B.P. et al. // Jpn. Appl. Phys. 1999. Vol. 38. Pt 2. P. 248-251
  • Pogrebnjak A.D., Martynenko V.A., Mikhaliev A.D. et al. // Tech. Phys. Lett. 2001. Vol. 27. N 3. P. 615-617
  • Анищик В.М., Углов В.В. Ионная имплантация в инструментальные стали. Минск: БГУ, 2000. 182 с
  • Мейснер Л.Л., Сивоха В.П., Шаркеев Ю.П., Куликов С.Н., Гриценко Б.П. // ЖТФ. 2000. Т. 70. Вып. 1. С. 32-36
  • Мейснер Л.Л. Автореф. дисс. д.ф.-м.н. Томск, 2004, 32 с
  • Labrande T., Abromelt C., Gotthard R. // Mater. Sci. and Eng. 2006. Vol. A. 438-440. P. 521-526
  • Shevchenko N., Pham M.-T., Maitz M.F. // Appl. Surf. Sci. 2004. Vol. 235. P. 126-131
  • Lehnert T., Tixier S., Boni P., Gotthardt R. // Mater Sci. Eng. 1999. Vol. A 273-275. P. 713-716
  • Humbeeck J. // Scripta Mater. 2004. Vol. 50. P. 179-180
  • Raniecki B., Lexcelent C. // Eur. J. Mech. A. Solids 1998. Vol. 17-20. P. 185-205
  • Madangopal K. // Scripta Mater. 2005. Vol. 53. P. 875-879
  • Chrobak D., Morawiec H. // Scripta Mater. 2001. Vol. 44. P. 725-730
  • Meisner L.L., Sivokha V.P., Lotkov A.I., Derevyagina L.A. // Physica B. 2001. Vol. 307. P. 251-257
  • Pelletier H., Muller D., Mille P., Grob J.J. // Surf. Coat. Technol. 2002. Vol. 158-159. P. 309-317
  • Carroll M.C., Somsen Ch., Eggler G. // Scripta Mater. 2004. Vol. 50. P. 187-192
  • Mandl S., Gerlach J.W., Rauschenbach B. // Surf. Coat. Technol. 2005. Vol. 196. P. 293-297
  • Кадыржанов К.К., Комаров Ф.Ф., Погребняк А.Д. и др. Ионно-лучевая и ионно-плазменная модификация материалов. М.: МГУ, 2005. 640 с
  • Shirokov D.M., Bohac V. // Nucl. Instrum. Methods. 1993. Vol. B 84. P. 497
  • Погребняк А.Д., Кравченко Ю.Н., Василюк В.В. и др. // ФХОМ. 2005. N 11. С. 35-41
  • Oliver W.C., Pharr G.M. // J. Mater. Res. 1992. Vol. 7. N 6. P. 1564-1583
  • Pogrebnjak A.D., Shablya V.T., Sviridenko N.V. // Surf. and Coat. Tech. 1999. Vol. 111. P. 50-54
  • Feldman L., Mayer J.W. Fundamentals of Surface and Thin Film Analysis. N.Y.: Elsevier Science Publishing, 1986. 667 p
  • Rej D., Henis I., Fouck R.J. and Kim Y.J. // Rev. Sci. Instrum. 1992. Vol. 63. P. 4934-4941
  • Levintant N. // Vacuum. 2007. Vol. 81. P. 1283-1287
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.