Изменение морфологии и прочностных свойств поверхности ванадия при воздействии ионов гелия и импульсного лазерного излучения

Исследовано влияние мощного импульсного лазерного излучения, создаваемого в установке ГОС 1001 в режиме модулированной добротности (плотность мощности потока q = 1.2 × 10¹² Вт/м², длительность импульса τ₀ = 50 нс, число импульсов N = 1–4) в вакууме, на пористую структуру поверхности образцов ванадия, сформированную после имплантации ионов гелия (энергия 30 кэВ, доза 2.0 × 10²³ м^–2, плотность потока ионов 4.8 × 10¹⁸ м^–2 · с^–1, температура ~500 К), а также на ее микротвердость, которую определяли двумя способами – по восстановленному отпечатку и методом кинетического индентирования. Показано, что облучение ионами гелия вызывает упрочнение ванадия примерно в два раза, а значения микротвердости, определяемые по восстановленному отпечатку, несколько ниже значений кинетической микротвердости. Установлено, что в обоих случаях в результате разрушения мишеней под влиянием лазерного излучения появляется лунка, окруженная бруствером, за которым расположена зона термического влияния. В этой зоне наблюдается эрозия, вызванная разрушением куполов пузырей-блистеров, заполненных имплантированным гелием и атомами примесей (С, О, N), присутствующими в жидком металле. Установлено, что с увеличением количества лазерных импульсов микротвердость в лунке снижается, в то время как узкая область вокруг нее закаливается, а при дальнейшем удалении от лунки микротвердость приближается к значениям, соответствующим имплантированному ионами гелия ванадию.