Влияние импульсных пучково-плазменных воздействий в установке плазменный фокус на псевдосплав вольфрам–медь

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты исследования совместного влияния на псевдосплав W–Cu импульсных потоков ионов дейтерия с плотностью мощности qi ≈ 1 × 109 Вт/см2 при длительности воздействия τi = 20 нс и дейтериевой плазмы с параметрами qpl ≈ 1 × 108 Вт/см2 и τpl = 20 нс, создаваемых в установке Плазменный фокус “Вихрь”. Показано, что в реализованном режиме облучения характер повреждаемости поверхностного слоя тестируемого материала зависит от состояния поверхности облучаемых образцов и числа импульсных воздействий потоков энергии. Воздействие импульсного облучения на полированную поверхность образцов псевдосплава приводит к появлению протяженных медных капель на поверхности вольфрама и к образованию множества пор, наблюдаемых как в Cu каплях, так и в W основе. Кроме того, на поверхности W появляются микротрещины, а также островки медной пленки произвольной конфигурации. Многократное облучение образцов исследуемого материала с неполированной поверхностью приводит к образованию цепочек капель вольфрама, расположенных в верхних частях протяженных гребней и сформированных при шлифовании исходных образцов. На облученной поверхности видны также лопнувшие пузыри, которые возникли в результате кипения медных включений и пленки меди, осажденной на вольфрам. Скопления таких пузырей часто локализованы вдоль гребней на поверхности вольфрама. Полученные результаты обсуждаются, путем применения численных расчетов и анализа термического влияния на рассматриваемый псевдосплав импульсного облучения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. В. Боровицкая

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: symp@imet.ac.ru
Россия, Москва, 119334

А. С. Дёмин

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: symp@imet.ac.ru
Россия, Москва, 119334

Н. А. Епифанов

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: symp@imet.ac.ru
Россия, Москва, 119334

С. В. Латышев

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН; Московский технический университет связи и информатики

Email: symp@imet.ac.ru
Россия, Москва, 119334; Москва, 111024

С. А. Масляев

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: maslyaev@mail.ru
Россия, Москва, 119334

Е. В. Морозов

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: symp@imet.ac.ru
Россия, Москва, 119334

В. Н. Пименов

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: pimval@mail.ru
Россия, Москва, 119334

И. П. Сасиновская

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: symp@imet.ac.ru
Россия, Москва, 119334

Г. Г. Бондаренко

Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”

Email: gbondarenko@hse.ru
Россия, Москва, 101000

А. И. Гайдар

Научно-исследовательский институт перспективных материалов и технологий

Email: symp@imet.ac.ru
Россия, Москва, 115054

Список литературы

  1. Леонов В.В., Артемьева О.А., Кравцова Е.Д. Материаловедение и технология композиционных материалов. СГОУВПО “Сибирский федеральный университет”. Красноярск, 2007. 238 с.
  2. Шацов А.А. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2007. № 6. С. 21.
  3. Дьячкова, Л. Н. // Материалы, технологии, инструменты. 2007. Т. 12. № 2. С. 60.
  4. Тихий Г.А. Структура, свойства и технология получения тугоплавких псевдосплавов W–Ni–Fe и Mo–Cu при использовании механоактивированной наноразмерной порошковой шихты: Автореф. дис. … канд. тех. наук: Самара: ГОУ ВПО “Самарский государственный технический университет”, 2008. 23 с.
  5. Чувильдеев В.Н., Москвичева А.В., Баранов Г.В., Нохрин А.В., Лопатин Ю.Г., Белов В.Ю., Благовещенский Ю.В., Шотин С.В. // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35. В. 22. C. 27.
  6. Вигилянская Н.В, Борисов Ю.С., Демьянов И.А. // Автоматическая сварка. 2012. № 1. С. 48.
  7. Прасицкий Г.В. Экспериментальные и теоретические исследования основных операций изготовления псевдосплавных материалов методами прокатки порошков // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы региональной научно-технической конференции. Калуга. 2015. Т. 1. С. 166.
  8. Прасицкий Г.В., Коржавый А.П. Определение размера пор молибденовых каркасов, применяемых для производства молибденово-медных псевдосплавов // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы региональной научно-технической конференции. Калуга. 2017. Т. 1. С. 114-116.
  9. Белоцерковский М.А., Сосновский А.В., Григорчик А.Н., Яловик А.П., Дудан А.В. // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия B. Промышленность. Прикладные науки. Материаловедение. 2018. № 11. C. 95.
  10. Дьячкова Л.Н. // Вести Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2022. Т. 67. № 1. C. 27. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2022-67-1-27-38
  11. Бондаренко Г.Г., Коржавый А.П., Прасицкий В.В., Прасицкий Г.В. // Металлы. 2019. № 6. С. 65.
  12. Пономарев В.А., Яранцев Н.В. Порошковые материалы для изделий электронной техники / Под ред. А.П. Коржавого/ М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2014. 304 с.
  13. Инюхин М.В., Коржавый А.П. // Электромагнитные волны и электронные системы. 2016. № 8. С. 10.
  14. Иванов Л.И., Маркушев В.Л., Масляев С.А., Пименов В.Н., Резницкий М.Е., Сасиновская И.П., Цепелев А.Б. // Физика и химия обработки материалов. 1995. № 2. С. 24.
  15. Иванов Л.И., Пименов В.Н., Масляев С.А., Цепелев А.Б., Сасиновская И.П., Никель Х., Линке Дж., Дуве Р. // Перспективные материалы. 1996. № 4. С. 35.
  16. Udris Y.Y. // Metally. 1996. № 1. P. 19.
  17. Bondarenko G.G., Udris Y.Y. // Journal of Nuclear Materials. 1996. V. 233–237. P. 688.
  18. Bondarenko G.G., Udris Y.Y. // Fusion Eng. Des. 1998. V. 39–40. P. 419.
  19. Bondarenko G.G., Udris Ya. Ya. Yakushin V.L. // Fusion Engineering and Design. 2000. V. 51–52. P. 81.
  20. Philipps V. // Journal of Nuclear Materials. 2011. V. 415. P. 2. https://doi.org./10.1016/j.jnucmat.2011.01.110
  21. Shu W.M., Nakamichi M., Alimov V.K., Luo G.N. // Journal of Nuclear Materials. 2009. V. 390–391. P. 1017.
  22. Neu R., Hopf Ch., Kallenbach A., Pütterich T., Dux R., Greuner H., Gruber O., Herrmann A., Krieger K., Maier H., Rohde V. // Journal of Nuclear Materials. 2007. V. 367–370. Part B.P. 1497.
  23. Neu R. // Journal: IEEE Transactions on Plasma Science. 2010. V. 38. № 3. P. 453. https://doi.org./10.1109/TPS.2010.2040092
  24. Будаев В.П. // ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез. 2015. Т. 38. Вып. 4. С. 5.
  25. Заболотный В., Старостин Е., Кочетков А. // Физика и химия обработки материалов. 2008. № 5. C. 8.
  26. Василенков Н., Максимов А., Грабчиков С., Ластовский С. // Электроника. Наука, технология, бизнес. 2015. № 4(00144). C. 50.
  27. Черкашина Н.И., Матюхин П.В., Ястребинский Р.Н., Павленко З.В., Демченко О.В. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 12-6. С. 991.
  28. Матюхин П.В. // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 9(28). С. 39.
  29. Новиков Л.С. Модель космоса. Т. 2: Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов / под ред. Л.С. Новикова. 8-е изд. М.: Изд-во Книжный дом Университет. 2007. 1144 с.
  30. Ivanov Lev I., Pimenov Valery N., Maslyaev Sergey A., Dyomina Elena V., Gribkov Vladymir A., Mezzetti Franco, DeChiara Paola, Pizzo Linda. // Nukleonika. 2000. V. 45. № 3. P. 203.
  31. Грибков В.А., Демин А.С., Демина Е.В., Дубровский А.В., Карпинский Л., Масляев С.А., Падух М., Пименов В.Н., Шольц М. // Прикладная физика. 2011. № 3. 43.
  32. Пименов В.Н., Боровицкая И.В., Дёмин А.С., Епифанов Н.А., Латышев С.В., Масляев С.А., Морозов Е.В., Сасиновская И.П., Бондаренко Г.Г., Гайдар А.И. // Физика и химия обработки материалов. 2021. № 6. С. 5 https://doi.org./10.30791/0015-3214-2021-6-5-17
  33. Пименов В.Н., Боровицкая И.В., Демин А.С., Епифанов Н.А., Казилин Е.Е., Латышев С.В., Масляев С.А., Морозов Е.В., Сасиновская И.П., Бондаренко Г.Г., Гайдар А.И. // Перспективные материалы. 2022. № 5. С. 17. https://doi.org./10.30791/1028-978X-2022-5-17-30.
  34. Грибков В.А., Латышев С.В., Масляев С.А., Пименов В.Н. // Физика и химия обработки материалов. 2011. № 6. 16.
  35. Латышев С.В., Грибков В.А., Масляев С.А., Пименов В.Н., Падух М., Желиньска Э. // Перспективные материалы. 2014. № 8. С. 5.
  36. Физические величины. / Справочник под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат. 1991. 1232 с.
  37. Николаев О.С. Критическое состояние металлов. М.: ЛЕНАНД, 2006, 128 с.
  38. Дульнев Г. Н, Заричняк Ю.П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Ленинград: Энергия, 1974. 264 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Микроструктура образца псевдосплава W–Cu в исходном состоянии: (а) — СЭМ и (б–г) — его элементный состав, определенный методом РСА в точках, указанных на рис. 1а: обл. 1 — W, т. 2 — Cu, т. 3 — контур меди вокруг Cu включения.

Скачать (220KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Микроструктура поверхности псевдосплава W–Cu после облучения потоками ионов дейтерия и дейтериевой плазмы исходного полированного образца при различном числе импульсных воздействий N: а — N = 4; б, в — N = 8; СЭМ: 1 — капли Cu, 2 — W, 3 — поры, 4 — участки Cu пленки.

Скачать (372KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микроструктура псевдосплава W–Cu после облучения потоками ионов дейтерия и дейтериевой плазмы полированного образца при N = 8: (а) — СЭМ и (б, в) — элементный состав, определенный методом РСА в точках 1 и 2, указанных на рис. 3а (т. 1 — капля Cu, т. 2 — участок Cu пленки на поверхности W).

Скачать (243KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микроструктура неполированной поверхности псевдосплава W–Cu после облучения потоками ионов дейтерия и дейтериевой плазмы при различном числе импульсных воздействий N: а — N =1; б — N = 2; в, г — N = 4; СЭМ: 1 – протяженные гребни, 2 — капли W, 3 — участки Cu пленки.

Скачать (526KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Участки микроструктуры неполированной поверхности псевдосплава W–Cu после облучения потоками ионов дейтерия и дейтериевой плазмы при N = 8. Видны цепочки и скопления пузырей с разрушенными оболочками и микротрещины: 1 — цепочка лопнувших пузырей, 2 — скопления лопнувших пузырей, 3 — микротрещины.

Скачать (393KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Участки микроструктуры неполированной поверхности псевдосплава W–Cu после облучения потоками ионов дейтерия и дейтериевой плазмы при N = 4 (а), N = 8 (б) — СЭМ и элементный состав (в, г), определенный методом РСА в точках 1 и 2, указанных на рис. 6а (т. 1 — включение Cu, т. 2 — пленка меди на поверхности W, т. 3 — лопнувшие пузыри).

Скачать (254KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Динамика движения границ раздела твердой и жидкой фаз меди и вольфрама в поверхностном слое псевдосплава W–Cu (а) и распределение температуры в его поверхностном слое (б) после однократного импульсного воздействия потока энергии для двух моментов времени: 1 — t = 30 нс, 2 — t = 200 нс.

Скачать (81KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».