Разработка и исследование новых наноструктурированных материалов для современного машиностроения, атомной энергетики и космической техники : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ; научный руководитель Ф. Ф. Комаров

Abstract

Объектом исследования являются наноструктурированные покрытия TiN, TiAlN, TiAlYN, а также высокоэнтропийные (Ti, Hf, Zr, V, Nb)N, нанесённые методом сепарируемого вакуумно-дугового напыления. Цель работы – изучение и разработка высококачественных наноструктурированных твёрдых радиационно-стойких покрытий на основе легированного примесями нитрида титана. Были применены следующие методы исследования: спектроскопия резерфордовского обратного рассеяния ионов гелия (РОР), рентгеноспектральный микроанализ, рентгеноструктурный фазовый анализ, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), измерение микротвердости. В результате методами сепарируемого вакуумно-дугового осаждения были сформированы наноструктурированные покрытия TiN, TiAlN, TiAlYN, а также высокоэнтропийные (Ti, Hf, Zr, V, Nb)N. Изучено влияние высокофлюенсного ионного облучения на структуру и свойства сформированных покрытий. Проанализированы работы в этой области. Проведено исследование структуры и морфологии указанных покрытий после облучения ионами He+ с энергией 500 кэВ в диапазоне флюенсов от 5•1016 ион/см2 до 3•1017 ион/см2. Установлено отсутствие блистиринга покрытий при всех исследованных флюенсах облучения. Радиационное облучение вызывает нелинейные изменения величины твёрдости покрытий и не приводит к каким-либо существенным изменениям структуры покрытий кроме дробления кристаллитов. Данные покрытия TiN, TiAlN, TiAlYN, (Ti, Hf, Zr, V, Nb)N являются перспективными в качестве радиационно-стойких на оболочках ТВЭЛов ядерных реакторов. Полученные результаты могут быть использованы в атомной энергетике и космической технике, а также в современном машиностроении.