Экспериментально зафиксированы стадии процесса формирования поверхностных сплавов
02.02.2024
Результаты комплексного исследования, проведенного сотрудниками Томского научного центра СО РАН, позволили выявить стадии процесса формирования поверхностных сплавов вольфрам-цирконий, что позволит оптимизировать технологические карты для электронно-лучевой обработки разных видов сплавов. Результаты исследования опубликованы в журнале первого квартиля Vacuum.
«Формирование поверхностных сплавов протекает в неравновесных условиях импульсной обработки и порой крайне трудно предугадать результат. Для того, чтобы он был предсказуемым и была возможность получения заданных свойств модифицированной поверхности, и необходимы фундаментальные исследования механизмов этих процессов», — пояснил Евгений Яковлев, научный сотрудник лаборатории перспективных технологий ТНЦ СО РАН.
![Экспериментально зафиксированы стадии процесса формирования поверхностных сплавов 1-1.jpg (jpg, 165 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=76c69904-59b6-47c0-b28b-bbe867ff6ac6)
Младшие научные сотрудник лаборатории перспективных технологий Всеволод Петров, Евгений Пестерев, научный сотрудник Евгений Яковлев
Учёные выявили следующие стадии формирования поверхностного сплава вольфрам-цирконий: эвтектическое плавление (процесс плавления двух материалов, взятых в определённой концентрации, который начинается при температуре более низкой, чем известная температура плавления каждого из этих материалов по отдельности), фрагментация вольфрамовой плёнки и последовательное растворение её отдельных фрагментов.
Комплексные исследования стадий формирования поверхностных сплавов вольфрам-цирконий включали в себя компьютерное моделирование и экспериментальную часть. Предварительно для оценки влияния параметров обработки на формирование поверхностного вольфрам-циркониевого сплава было проведено компьютерное моделирование динамики температурных полей с помощью разработанного в ТНЦ СО РАН программного пакета HEATPACK-1.0.
Затем полученные результаты были подтверждены экспериментально, когда поверхностные сплавы вольфрам-циркония синтезировали с использованием электронно-пучковой машины «РИТМ-СП», разработанной в Институте сильноточной электроники СО РАН и компании «Микросплав»; она объединяет систему магнетронного распыления и источник низкоэнергетических сильноточных электронных пучков. Вольфрамовую пленку предварительно нанесли на циркониевую подложку, а затем обработали сильноточным электронным пучком. Были также исследованы элементный и фазовый состав полученного экспериментально поверхностного сплава
Полученные результаты имеют не только важное фундаментальное значение, они также необходимы для оптимизации технологических карт при создании защитных материалов и в 3D-принтинге.
Источник: ТНЦ СО РАН.