Формування нанорозмірного покриття на сталі 12Х18Н10Т за йонної імплантації

В. О. Зажигалов$^{1}$, В. В. Гончаров$^{2}$

$^{1}$Інститут сорбції та проблем ендоекології НАН України, вул. Генерала Наумова, 13, 03164 Київ, Україна
$^{2}$Інститут хімічних технологій Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля, вул. Леніна, 31, 93009 Рубіжне, Україна

Отримано: 21.11.2013. Завантажити: PDF

Виконано дослідження композитів Al/НС, Ni/НС, Тi/НС і Ni/Al/HC, одержаних методом низькотемпературної йонної імплантації неіржавійної сталі (НС). Синтезовані композити вивчено методами традиційного рентґеноструктурного аналізу, рентґеноструктурного аналізу тонких плівок, Рентґенової фотоелектронної спектроскопії, оптичної мікроскопії, сканівної електронної мікроскопії (СЕМ), атомної силової мікроскопії (АСМ) та склерометричного аналізу. Показано, що структури, утворені на поверхні зразків, рентґеноаморфні. Встановлено формування нанорозмірного шару імплантату (покриття) на поверхні носія – неіржавійної сталі. Показано, що при оксидуванні дане покриття збільшує свою товщину. Мікрогеометрія поверхні одержаних зразків залежить від застосовуваних металів-мішеней і подальшого оброблення (повторна імплантація або оксидування). Даний факт підтверджується і оптичною мікроскопією, і результатами СЕМ, АСМ. За допомогою Рентґенової фотоелектронної спектроскопії встановлено, що імплантовані метали входять до складу покриття у вигляді оксидів, нітридів і оксинітридів. При цьому внаслідок оксидування відбувається емісія азоту із зразків і зростання плівки внаслідок концентрування оксидних структур. Вивчення механічної міцності зразків за допомогою дряпання індентором поверхні показало, що імплантація йонів металів уможливлює збільшувати опір покриттів відшаровуванню в кілька разів. Показана перспективність йонної імплантації як технології, здатної формувати міцні нанорозмірні покриття на основі неіржавійної сталі і відтак одержувати нові матеріали з поліпшеними фізико-хімічними та механічними характеристиками.

Ключові слова: йонна імплантація, імплантат, нанорозмірне покриття, неіржавійна сталь.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v36/i06/0757.html

PACS: 52.77.Dq, 68.55.Nq, 68.35.Ct, 68.55.Ln, 81.15.Jj, 81.40.Pq


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. J. H. Pan, Chem. Eng. J., 170, Nos. 2–3: 363 (2011). Crossref
  2. J. Nomoto, Thin Solid Films, 518, No. 11: 2937 (2010). Crossref
  3. T. Ezz, Appl. Surf. Sci., 253, No. 19: 7903 (2007). Crossref
  4. I. Espitia-Cabrera, Mat. Lett., 58, Nos. 1–2: 191 (2004). Crossref
  5. X. Yan, Mat. Lett., 64, No. 11: 1261 (2010). Crossref
  6. Y. Zhao, Appl. Surf. Sci., 257, No. 13: 5694 (2011). Crossref
  7. J. Dudognon, Surf. Coat. Techn., 202, No. 20: 5048 (2008). Crossref
  8. Handbooks of Monochromatic XPS Spectra (Ed. B. V. Crist) (Mountain View: XPS International LLC: 1999), vol. 2.