?
Влияние импульсного лазерного излучения на морфологию и свойства поверхности вольфрама, имплантированного ионами гелия
Проведено исследование влияния мощного импульсного лазерного излучения (ЛИ), создаваемого в установке ГОС 1001 в режиме модулированной добротности с плотностью мощности потока, равной 1,0·1014 Вт/м2, длительно-стью импульса t = 50 нс, числом импульсов N от 1 до 8 на структуру и микротвёрдость поверхности образцов вольфрама, размещённых в вакуумной камере. Образцы облучены в исходном состоянии и после имплантации ионов гелия (энергия 30 кэВ, доза 1,0·1022 м‒2, плотность потока ионов 4,8·1018 м‒2·с‒1, температура ~500 К). Уста-новлено, что импульсное воздействие ЛИ на вольфрам в указанном режиме приводит к появлению расплавленного участка с направленным выплеском металла из центральной зоны и к образованию после кристаллизации расплава волнообразной поверхности, содержащей капли, наплывы, поры и трещины. Исследование, выполненное с помо-щью численного моделирования, показало, что наблюдаемый характер повреждаемости облучённой поверхности вольфрама связан с возникновением при испарении материала вторичной плазмы, давление которой способствует разбрызгиванию расплава, но недостаточно для его вытеснения с образованием лунки, как это имеет место для ванадия, облучённого в аналогичном режиме. Обнаружено, что в результате комбинированного воздействия ионов гелия и импульсного ЛИ изменяется также морфология поверхности материала в зоне термического влияния (ЗТВ), расположенной непосредственно за бруствером, где по мере удаления от центра область сплошного оплав-ления сменяется зоной, в которой видны поры и отдельные вскрывшиеся блистеры — результат выхода имплан-тированного в образцы гелия. Отмечено незначительное уменьшение микротвёрдости сплава после имплантации ионов гелия. Микротвёрдость в расплавленных ЛИ участках и в прилегающих к ним областях имеет также тен-денцию к уменьшению, что может быть связано с отжигом дефектов в результате теплового воздействия лазерных импульсов.