Диссертация (Воздействие высокотемпературной импульсной плазмы на физико-механические свойства композиционных структур), страница 25

Уменьшение значения ρ до 7,8∙10-8 Ом∙м на проступившей меди собратной стороны образца № 1 вполне логично, ведь табличное значение ρ длямеди почти в 3 раза меньше, чем у вольфрама (1,7∙10-8 Ом∙м – для меди и5,5∙10-8 Ом∙м – для вольфрама [188]). Изменение значений ρ от 8,3∙10-8 до8,8∙10-8 Ом∙м по поверхности образца № 1 зависит от присутствующихперемешанных элементов серебра, вольфрама, меди и углерода.Такимобразом,высокаятермическаястабильностьинизкийкоэффициент термического теплового расширения W, а также высокаятеплопроводность Cu, позволяют применять полученные функциональноградиентные материалы W-Cu и W-Ag в экстремальных условиях окружающей179среды, например, в качестве подверженных воздействию мощных потоковэлементов дивертора термоядерного реактора (ИТЭР) [88], в качествеконтактногоматериалавысоковольтныхконтакторов(рубильников,выключателей), электродов для резистивной, точечной сварки и искровойэрозии и др.

[189].5.4. Выводы по главе 5Длявыполнениянесмешивающихсяэкспериментовсоединенийвпосистемесозданиютермодинамическипленка-подложкапроведенамодернизация установки плазменный фокус ПФ-4; создано устройство,позволяющее проводить нанесение покрытия на подложку непосредственно впроцессе плазменного воздействия, защищенное патентом на Полезную модель[190].Приоблучениивысокотемпературнойимпульснойплазмой,продемонстрирована принципиальная возможность получения соединений изтермодинамически несмешивающихся элементов, в частности, в системахNb-Cu, W-Cu и W-Ag обнаружено создание твердого раствора ниобия с медьюимеди(серебра)свольфрамом.Предложенфизическиймеханизм,объясняющий данное явление процессом баллистического, недиффузионногоатомного перемешивания, усиливающегося прохождением ударной волны.180Основные выводы и заключение1.

Предложена оригинальная методика и оптимизированы режимынанесения оптических металлических пленок на поверхность диэлектрическихподложек (стекол) с использованием импульсной плазмы на установке типаПлазменный фокус, при этом внедряемые элементы распыляются с анодногоузла установки. Разработанная методика получения пленок не требуетприменения дополнительной химико-термической обработки, которая обычноиспользуется для улучшения адгезии пленок с подложкой после их получениядругими распространенными способами, такими как термическое осаждение,магнетронноераспыление,методыхимическогоиэлектролитическогоосаждения.2. Экспериментально показана возможность получения устойчивых квоздействию высокоэнергетических плазменных импульсов проводящих инепроводящих оптических покрытий на стеклянных подложках. С помощьюметодов резерфордовского обратного рассеяния и анализа упруго рассеянныхядер отдачи установлено, что характер структуры получаемых покрытийопределяется ионным перемешиванием при плазменном облучении, а такжеслоевым распределением по глубине внедряемых при плазменной имплантациилегирующих элементов, в частности меди, вольфрама и углерода, в отличие оттрадиционноиспользуемыхметодовнанесенияпринизкихскоростяхосаждения атомов, в том числе и диффузионных.3.

При исследовании влияния пострадиационного отжига на структурусистемы пленка-подложка (титан-стекло), созданной облучением на установкеПлазменный фокус, методами рентгеноструктурного анализа и растровойэлектронноймикроскопиипоказано,чтополученнаякомпозиционнаяструктура может иметь либо металлический, либо диэлектрический характерэлектропроводности в зависимости от режима облучения. С использованием181спектрофотометров СФ-16 и ДФС-46 получены спектры пропускания образцов,облученных в разных режимах, подтверждающие обнаруженный эффект.4.Показанавозможностьполучениякомпозиционныхпокрытий,содержащих в оптимальном соотношении медь, вольфрам и углерод, навнутренней поверхности цилиндрических трубок из различных материалов(стекло, медь, нержавеющая сталь) при их облучении высокотемпературнойаргоновой/дейтериевой плазмой на установке плазменный фокус; установленырежимы их получения.

Методом скрайбирования алмазной пирамидойпоказано, что данные покрытия обладают высокой адгезией. Методомнепрерывного индентирования показано, что полученные покрытия обладаютповышенной (в 1,5 ÷ 2 раза) микротвердостью по сравнению с аналогичнымипокрытиями, наносимыми методами термического осаждения.5. При воздействии высокоэнергетических ионов дейтериевой плазмыобнаружен эффект дальнодействия – сверхглубокое (на порядок величины), посравнению с теоретически рассчитанным, проникновение дейтерия и водородав конструкционные материалы (Ti, Zr, Nb, Ta, W); предложен физическиймеханизм обнаруженного явления, связанный с воздействием мощных ударныхволн на перераспределение элементов и их переносом на большие глубины, атакже ускоренной диффузией газовых атомов при наличии внешних движущихсил.6. Для выполнения экспериментов по созданию термодинамическинесмешивающихсясоединенийвсистемепленка-подложкапроведенамодернизация установки плазменный фокус ПФ-4; создано устройство,позволяющее проводить нанесение покрытия на подложку непосредственно впроцессе плазменного воздействия, защищенное патентом на Полезную модель[190].7.Приоблучениивысокотемпературнойимпульснойплазмой,продемонстрирована принципиальная возможность получения соединений изтермодинамически несмешивающихся элементов, в частности, в системахNb-Cu, W-Cu и W-Ag обнаружено создание твердого раствора ниобия с медью182имеди(серебра)свольфрамом.Предложенфизическиймеханизм,объясняющий данное явление процессом баллистического, недиффузионногоатомного перемешивания, усиливающегося прохождением ударной волны.Перспективы исследованийВ дальнейшем предполагается проведение дальнейших исследованийявлений, обнаруженных в диссертационной работе, в частности:- исследовать влияние обнаруженного сверхглубокого проникновенияизотоповводороданарадиационноеохрупчиваниеираспуханиеконструкционных материалов (Ti, Ni, Zr, Nb, Ta, W);- исследовать влияние воздействия высокотемпературной дейтериевойплазмынаструктуруифизико-механическиесвойстваматериалов,перспективных для первой стенки ТЯР, таких как ванадий, нержавеющаяаустенитная хромоникелевая сталь Х18Н9 и др.;- усовершенствование метода получения покрытий с минимизациейнежелательных примесей в условиях вымокого безмасляного вакуума;-исследоватьфизико-механическиеиполученных новых соединений Nb-Cu,W-Cu, W-Ag.технологическиесвойства183Список литературы1.

Бондаренко Г.Г. Радиационная физика, структура и прочность твердых тел.М.: Лаборатория знаний, 2016. 467 с.2. Изменениеобъемныхвысокотемпературнойсвойствплотнойванадияимпульснойподвоздействиемдейтериевойплазмы/И.В. Боровицкая [и др.] // Перспективные материалы. 2004. № 2. С. 44-48.3. Никулин В.Я. Сильноточный разряд типа плазменный фокус. Физическиепроцессы и применения в технологиях: дис.

… докт. физ.-мат. наук. М.:ФИАН им. П.Н. Лебедева РАН. 2007. 230 с.4. Plasma focus installations as a tool for study of the interaction of high powerplasma streams with condensed matter / L.I. Ivanov [et al.] // Problems of atomicscience and technology. Series: Plasma physics (8). 2002. № 5. P. 83-85.5. Effect of the High Temperature Pulse Deuterium Plasma on the Surface Structureof Vanadium and its Physical-Mechanical Characteristics / I.V. Borovitskaya[et al.] // Proceedings of the 11th International Congress on Plasma Physics.Australia.

2002. P. 335-338.6. Application of plasma focus installations for a study of the influence of deuteriumcumulative flows on materials / L.I. Ivanov [et al.] // Pramana – Journal ofPhysics. 2003. V. 61. № 6. P. 1179-1185.7. Воздействие высокотемпературной импульсной дейтериевой плазмы наванадий / И.В. Боровицкая [и др.] // Перспективные материалы. 2003. № 2.С. 10-15.8. Investigation of the Pulse Plasma Stream Influence on the Lithium CapillaryPorous System / V.A. Evtikhin [et al.] // Nukleonika. Suppl. 1. 2001. V. 46.P. S113-115.9. Investigation of Cumulative Flows in Plasma Focus / O.N. Krokhin [et al.] // Proc.оf Int.