Фізичні аспекти створення нанокристалічних покриттів. Дослідження їх структурно-фазових, радіаційних та механічних характеристик. Математичне моделювання процесу дефектостворення в покриттях, які осаджуються в умовах бомбардування газовими іонами.
Аннотация к работе
Тому актуально було опанувати таку технологію нанесення покриттів, яка, з одного боку, була б добре контрольованою, а з другого, дозволяла б здобувати покриття, компонентний склад та структура яких можна було б змінювати у широкому діапазоні. Однією з найбільш важливих характеристик любого методу є спроможність нанесення покриттів, які були б добре зчеплені з підкладкою. Окрім того, важливим аспектом радіаційної проблематики є використання у вузлах ядерних пристроїв деталей з покриттями, які б містили в собі малоактивуємі матеріали, до яких належать хром і ванадій, також нанесення покриттів на конструкційні матеріали першої стінки термоядерного реактору для протидії таким явищам, як блістерінг та флекінг. Створити експериментальне устаткування та опанувати технологію іонно-стимульованого осадження, яка б дозволяла створювати композитні нанокристалічні покриття. Адгезія вимірювалась на покриттях, які були нанесені на поліровані скляні підкладки, з використанням спеціально розробленого пристрою, який дозволяв фіксувати момент відриву покриття при зміні навантаження на іденторі.Коротко описані основні процеси, які мають місце на поверхні та у глибині підкладки при осадженні на неї покриття в умовах іонного бомбардування. Основний акцент у даному розділі зроблено на обговорення експериментальних результатів структурно-фазових характеристик та механічних властивостей Cr-N та V-N покриттів, які здобуваються за допомогою іонно-стимульованих та плазмових технологій. Підвищення зносостійкості покриттів має місце при сполучанні високої твердості з широкою зоною змішування між покриттям та підкладкою. У другому розділі дисертації “Методики створення та дослідження Cr-N та V-N покриттів” описане експериментальне обладнання та технології, які були використані при виконанні досліджень. Виконане комплексне дослідження Cr-N покриття, що осаджується при стимульованому бомбардуванні, показало, що щільність іонного струму, а також температура підкладки чинять суттєвий вплив на структурно-фазові та електрофізичні характеристики Cr-N покриттів.Результати досліджень, що були отримані під час виконання дисертаційної роботи, дозволили вирішити проблему створення покриттів, які осаджуються в умовах стимульованого іонного бомбардування, структурно-фазові характеристики яких дають можливість використовувати їх у виробах, які працюють при підвищених температурах та інтенсивному радіаційному діянні. Показано, що при створенні покриттів в умовах іонно-стимульованого осадження, їх структура, фазовий склад та електрофізичні характеристики можуть змінюватися у широких межах. Виявлено, що структура сформованого Cr-N покриття являє собою нанокристалічний матеріал з розміром зерна 3-8 нм та вузькими міжзеренними границями. У подальшому, у випадку опромінення фонами азоту, при збільшенні дози опромінення має місце глобулювання структури композиту та створення великих (100-150 нм) областей з різними осями текстури. Проведені дослідження радіаційної пошкодженості покриттів з нітриду ванадію показали, що міжкристалічні пори та широкі границі у структурі даного композиту ефективно впливають на дефекти, а також на азот та гелій, що імплантуються.