МОДИФИКАЦИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИМПУЛЬСНЫМИ ПЛАЗМЕННЫМИ ПОТОКАМИ

Abstract

В данной работе исследованы особенности модификации и легирования поверхности материалов газовой плазмой в результате смешивания ионов плазмы с материалом мишени в жидкой фазе. Эксперименты были проведены на им- пульсном плазменном ускорителе, который генерирует потоки плазмы с энергией ионов до 2 кэВ, плотностью плазмы (2 - 20)x1014 см-3, средняя удельная мощность 10 МВт/см2 и плотности энергии плазмы в диапазоне (5-40) Дж/см2. В каче- стве рабочих газов могут быть использованы азот, гелий и другие газы, и их смеси. Режим плазменной обработки вы- бирался путем изменения, как напряжения разряда, так и расстояния от поверхности материала до среза ускорителя. Проанализирована модификация импульсной плазмой тонких (0.5-2 мкм) PVD покрытий MoN, C+ W, TiN, TiC, Cr, Cr+CrN и других. Показано, что импульсная плазменная обработка приводит к существенному улучшению физико- механических свойств облученных материалов. Например, микротвердость образцов с покрытием Cr после плазменной обработки увеличилась в 2,5 раза. Показано, что цирконий с низким содержанием примесей может быть успешно ис- пользован для создания новых и совершенствования существующих конструкционных материалов для атомной энерге- тики. Обсуждаются механизмы модификации поверхности различных сплавов и покрытий облученных импульсными плазменными потоками различных ионов.