?
Комбинированная обработка титана импульсными потоками ионов гелия и гелиевой плазмы
Исследованы поверхностные эффекты, особенности повреждаемости и структурных изменений в поверхностном слое (ПС) титана при облучении мощными импульсными потоками ионов гелия (ИГ) и гелиевой плазмы (ГП). Эксперименты проведены в установке Плазменный фокус (ПФ) «Вихрь» с плотностью мощности излучения ионов qi ~ (1 – 5)∙108 Вт/см2 и плазмы qp ~ 107 Вт/см2 при длительности импульсов соответственно τi ~ (30 – 50) нс и τp ~ (100 – 200) нс.
В реализованном режиме облучения наблюдаются процессы плавления и эрозии ПС титана с образованием волнообразного рельефа поверхности. Микроструктура облученных слоев не содержит микротрещин и блистеров, наблюдаемых в близких условиях облучения в ниобии, а при использовании в качестве рабочего газа дейтерия или водорода в таких материалах, как стали аустенитного и ферритного класса, вольфрам, ванадий.
Воздействие на титан потоков ИГ и ГП приводит к структурным изменениям в облученном ПС: в зернах α-Ti происходит формирование пластинчатой структуры; исходная текстура ПС, соответствующая прокатке материала, трансформируется в текстуру кристаллизации; наблюдается уменьшение параметра кристаллической решетки титана и измельчение блоков областей когерентного рассеяния при возрастании величины микродеформаций в структуре.
Отмеченные структурные изменения связаны с процессом высокоскоростной кристаллизации расплавленного ПС, имплантацией в материал высокоэнергичных ИГ и действием термомеханических напряжений, возникающих на стадии охлаждения образца-мишени. С ростом числа импульсных воздействий структурные изменения, как правило, становятся более выраженными.