Влияние импульсных потоков ионов дейтерия и дейтериевой плазмы на алюминиевый сплав системы Al-Mg-Li

Физика и химия обработки материалов. 2018. № 2. С. 19–30.

Пименов В. Н., Бондаренко Г. Г., Демина Е. В., Масляев С. А., Грибков В. А., Сасиновская И. П., Епифанов Н. А., Сиротинкин В. П., Спрыгин Г. С., Гайдар А. И., Падух М.

Проведено исследование повреждаемости и структурного состояния поверхностного
слоя сплава Al-5% Mg-2% Li (масс.%) при импульсном воздействии мощных потоков
высокотемпературной дейтериевой плазмы и высокоэнергетических ионов дейтерия
в установке Плазменный Фокус (ПФ). Плотность мощности излучения составляла
q = 106 Вт/см2, длительность импульса 50-100 нс. Установлено, что быстрый термический
нагрев и охлаждение приводят к плавлению и затвердеванию тонкого поверхностного
слоя сплава в течение нескольких десятков наносекунд, при этом в перегретом слое
происходит образование микрополостей сферической формы, связанное с интенсивным
испарением лития в микропоры внутри нагретого слоя. Термические напряжения,
обусловленные резким нагревом, плавлением и охлаждением тонкого поверхностного
слоя металла, приводят к формированию микротрещин в приповерхностной зоне
образцов. Отмечено испарение электронным пучком элементов, входящих в состав
материала анода установки ПФ (меди и вольфрама), и их последующее осаждение на
облучаемую поверхность мишени в виде капель субмикронного размера. Показано, что
термические и радиационно-стимулированные процессы, протекающие в сплаве при
воздействии импульсных потоков энергии, приводят к перераспределению элементов
твердого раствора на основе алюминия, увеличению содержания магния в поверхностном
слое и образованию на облученной поверхности пленки оксида магния.

Ключевые слова: Plasma Focus setup, surface damage, Al-Mg-Li alloy, dense deuterium plasma, сплав Al-Mg-Li, установка Плазменный Фокус, плотная дейтериевая плазма, повреждаемость поверхности