Исследование комбинированного воздействия ионной имплантации гелия и импульсного лазерного излучения на структуру и микротвердость поверхности сплава V–10Ti–6Cr–0.05Zr–0.1Si

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2025. № 9. С. 81–88.

Боровицкая И. В., Пименов В. Н., Коршунов С. Н., Мансурова А. Н., Г. Г. Бондаренко, Гайдар А. И., Матвеев Е. В., Латышев С. В., Казилин Е. Е.

Исследовано влияние предварительной имплантации ионов Не+ на морфологию и микротвердость поверхности сплава ванадия V–10Ti–6Cr–0.05Zr–0.1Si при последующем воздействии мощного импульсного лазерного излучения. Конструкционные малоактивируемые материалы на основе ванадия наиболее коррозионностойкие по отношению к Li. Они перспективны для реакторов с жидкостным вариантом бланкета, где литий является теплоносителем, а тритий — воспроизводимым материалом. Имплантацию в сплав ионов гелия проводили в ионно-лучевом ускорителе. Установлены общие закономерности разрушения поверхности как исходных образцов, так и предварительно облученных гелием: образование лунки, окруженной бруствером, и зоны термического влияния, расположенной за бруствером. Повреждаемость поверхности выше у образцов с имплантированным гелием: наблюдается более интенсивное кипение материала внутри лунки, образование бруствера в виде кольцеобразного ободка и формирование областей повреждения трех видов в зоне термического влияния. Обнаружено, что микротвердость поверхности сплава после имплантации ионов He+ и в лунках, образовавшихся при последующем воздействии лазерного излучения, практически не изменяется (в пределах погрешности измерения), а микротвердость в лунке исходного сплава сначала уменьшается при воздействии излучения, а затем при увеличении числа импульсов наблюдается тенденция к ее увеличению. Обсуждаются механизмы наблюдаемых явлений.

Ключевые слова: структура, structure, импульсное лазерное излучение, Pulsed Laser Radiation, helium ion implantation, имплантация ионов гелия