СОДЕРЖАНИЕ

Воздействие потоков энергии на материалы

В.Н. Ёлкин, Т.В. Малинский, С.И. Миколуцкий, Р.Р. Хасая, Ю.В. Хомич, В.А. Ямщиков

Влияние облучения наносекундными лазерными импульсами на структуру поверхности металлических сплавов ......... 5

Исследовано влияние облучения наносекундными импульсами ArF и NdYaG лазера на структуру

поверхности образцов из титанового сплава и нержавеющей стали. Показана возможность

образования микро-, субмикро- и наноразмерных структур конической и округлой формы на

поверхности образцов. Определены длина волны лазерного излучения, плотность энергии

импульсов и количество импульсов облучения, при которых образование описанных структур

наиболее вероятно.

Ключевые слова: нержавеющая сталь, титановый сплав, субмикронные структуры, наносекундное

лазерное облучение.

Т.Г. Карнавская, П.Ю. Кикин, В.Н. Перевезенцев, Е.Е. Русин

Влияние циклических лазерных импульсов на деградацию танталового покрытия ........................................................ 13

Рассмотрена возможность моделирования импульсных тепловых воздействий на поверхность

танталового покрытия при низкоэнергетическом циклическом лазерном облучении. Показано, что

при достаточно малом временном интервале между импульсами эффективность поглощения

лазерного излучения поверхностью покрытия постоянно возрастает вследствие повышения ее

температуры и образования оксидов Ta₂O₅ и Ta₂O, что приводит к еще более интенсивному

разогреву покрытия. Установлены режимы лазерного облучения, приводящие к деградации и

разрушению танталового покрытия после воздействия большого числа тепловых импульсов.

Ключевые слова: покрытие, лазерное воздействие, окисление поверхности.

В.А. Шулов, А.Н. Громов, Д.А. Теряев, Ю.А. Перлович, М.Г. Исаенкова, В.А. Фесенко

Текстурообразование в поверхностных слоях мишеней из сплава ВТ6 при облучении

сильноточными импульсными электронными пучками ....................................................................................................... 19

Исследована текстура, формируемая в перекристаллизованном материале поверхностного слоя

деталей из сплава ВТ6 при облучении сильноточными импульсными электронными пучками в

режиме плавления. Облучение в режиме плавления приводит к формированию в поверхностном

слое толщиной до 20 мкм текстуры сжатия и мелкодисперсной глобулярно-пластинчатой

микроструктуры, с преимущественной ориентацией α-, α′- и α″-пластин параллельно или почти

параллельно поверхности. Обнаруженные структурные изменения в поверхностном слое являются

причиной индуцированного обработкой СИЭП повышения усталостной прочности титанового

сплава при испытаниях на изгиб.

Ключевые слова: электронно-пучковая обработка, лопатки компрессора, просвечивающая

электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, текстура.

С.В. Стефановский, И.А. Пресняков, А.В. Соболев, М.И. Кадыко, О.И. Стефановская

Влияние облучения ускоренными электронами на состояние окисления железа и структуру

натрий-алюмо-железо-фосфатных стекол .......................................................................................................................... 25

Методами ИК спектроскопии с фурье-преобразованием и мэссбауровской спектроскопии изучено

влияние облучения электронами с энергией 8 МэВ на строение анионного мотива стекол серии

40Na₂O, (20–x)Al₂O₃, xFe₂O₃, 40P₂O₅ (мол.%), а также на состояние окисления и координационное

окружение железа. Показано, что облучение дозой до 1 МГр практически не оказывает влияния на

характер связей в анионном мотиве сетки стекол, за исключением, возможно, незначительного

изменения координационного состояния алюминия и соотношения Fe(III)/Fe(II). Доля Fe(III) в

октаэдрическом кислородном окружении составляет 60-75% от общего содержания железа и не

зависит от дозы облучения до 1 МГр.

Ключевые слова: высокоэнергетические электроны, алюминий, координационное окружение,

облучение, железо, окисленное состояние, Na-Al-Fe фосфатные стекла.

Плазмохимические способы получения и обработки материалов

А.С. Демин, Е.В. Морозов, С.А. Масляев, В.Н. Пименов, В.А. Грибков, Е.В. Демина, И.П. Сасиновская,

В.П. Сиротинкин, Г.С.Спрыгин, Г.Г. Бондаренко, А.Н. Тихонов , А.И. Гайдар

Влияние мощных потоков ионов дейтерия и дейтериевой плазмы на структурное состояние

поверхностного слоя титана ................................................................................................................................................ 42

Исследовано влияние облучения мощными импульсными потоками ионов дейтерия и дейтериевой

плазмы в установке Плазменный фокус на структурное состояние поверхности титановой пластины

большой площади. Установлено, что в зависимости от условий радиационно-термического

воздействия на поверхность в ней формируются три зоны с различной морфологией и различным

дефектным и структурным состоянием поверхностного слоя. Исследованы особенности

повреждаемости поверхностного слоя в центральной части пластины, подвергавшейся воздействию

импульсных потоков ионов и плазмы с максимальной плотностью мощности (q_i≈10¹¹-10¹² и q_p≈10⁹-

10¹⁰ Вт/см² соответственно), и окружающей ее кольцевой зоной и периферией пластины, облучаемых

в более мягком режиме.

Ключевые слова: импульсные потоки, ионы дейтерия, дейтериевая плазма, плазменный фокус,

повреждаемость, дефекты структуры.

Н.А. Смоланов, В.А. Неверов

Малоугловое рентгеновское исследование углерод- и титансодержащих нано- и микрочастиц,

осажденных из низкотемпературной плазмы дугового разряда ....................................................................................... 51

Методом малоуглового рентгеновского рассеяния исследована дисперсная система микрочастиц,

осажденных на стенках вакуумной камеры при электродуговом распылении титана в среде азота и

ацетилена. Установлено, что основной вклад в рассеяние вносят частицы со значениями радиусов

инерции R_g≈8-16 нм, которые можно отнести к массовым фракталам, то есть частицам (кластерам)

с линейным размером ~5-55 нм и развитой пористой поверхностью. Фрактальная размерность

частиц D=2,62.

Ключевые слова: дуговой разряд, пылевая плазма, капельная фракция, малоугловое рентгеновское

рассеяние, фрактальная размерность.

Функциональные покрытия и обработка поверхности

М.Б. Седельникова, Ю.П. Шаркеев, Е.Г. Комарова, Т.В. Толкачёва

Влияние параметров процесса микродугового оксидирования на формирование

и свойства биопокрытий на основе волластонита и фосфатов кальция ......................................................................... 57

Исследованы структура и свойства кальций-фосфатных покрытий, сформированных на поверхности

титана методом микродугового оксидирования в электролите на основе 30% ортофосфорной

кислоты, включающем гидроксиапатит и природный волластонит. Показано, что основными

электрофизическими параметрами, влияющими на морфологию и физико-механические свойства

покрытий, являются напряжение процесса микродугового оксидирования, время нанесения

покрытия и длительность импульсов. При напряжении оксидирования 150 В и длительности

импульсов до 500 мкс в течение ~10 мин формируются покрытия толщиной 25-30 мкм с

шероховатостью поверхности R_а=2,5-5,0 мкм. Покрытия имеют пластинчато-пористую структуру,

в которой присутствуют округлые пластинки кальций-фосфатного соединения и удлиненные

частицы волластонита, что обеспечивает повышенные прочностные и биологические свойства

покрытий. При увеличении напряжения оксидирования до 300 В формируются пористые покрытия

толщиной до 120 мкм со сфероидальными структурными элементами на поверхности.

Ключевые слова: микродуговое оксидирование, электрофизические параметры, физико-

механические свойства, морфология поверхности, волластонит, кальцийфосфатное покрытие.

В.Н. Арустамов, Х.Б. Ашуров, И.Х. Худайкулов, Б.Р. Кахрамонов

Параметры “белого слоя”, формируемого при вакуумно-дуговой обработке стальной

поверхности катодными пятнами ........................................................................................................................................ 64

При воздействии катодных пятен вакуумного дугового разряда на металлическую поверхность

происходит ее очистка от окислов и других загрязнений, упрочнение поверхностного слоя и его

обеднение легирующими элементами. Разогрев микрообласти в зоне воздействия катодного пятна

размером 2-5 мкм инициирует фазовые превращения (образование аустенита) и формирование

мозаичной структуры с размером блоков 0,1-0,2 мкм, что приводит к образованию специфического

“белого слоя” на обработанной поверхности.

Ключевые слова: вакуумный дуговой разряд, катодные пятна, обработка металлической

поверхности, локальное тепловое воздействие, “белый слой”.

А.М. Гашимов, К.Б. Гурбанов, Р.Н. Мехтизаде, С.С. Алиев, И.Г. Закиева, М.А. Гасанов

Активация поверхности клиноптилолита электрическим разрядом ................................................................................ 70

Методом термостимулированной релаксации тока изучены процессы накопления поверхностного

и объемного заряда в твердых пористых адсорбентах (природном клиноптилолите) при их обработке

в постоянном электрическом поле или в электрическом разряде. Методом рентгенофазового анализа

показано, что электрообработка приводит к очистке каркаса пористого адсорбента от примесей.

Накопление заряда и очистка от примесей способствуют повышению адсорбционной способности

клиноптилолита, что делает перспективным его применение для очистки сточных вод.

Ключевые слова: адсорбент, клиноптилолит, коронный разряд, термостимулированная релаксация,

зарядовое состояние.

Новые методы обработки и получения материалов с заданными свойствами

В.Б. Мордынский , В.М. Гусев, А.С. Тюфтяев, А.Г. Буклаков, М.А. Саргсян

Диспергирование капли при электродуговой металлизации ............................................................................................... 74

Проанализированы условия распыления и диспергирования капли при нанесении покрытий

электродуговой металлизацией, экспериментально изучено влияние организации воздушного

потока и его давления на характер распыления металлов. За счет порционного поступления жидкого

металла электродов на поверхность на ней формируется характерный волнистый рельеф (“рябь”),

что приводит к изменению длины дуги. В результате происходит периодический рост и

фрагментация капель до подхватывания их потоком. Влияние газодинамических сил является

существенным при удалении с поверхности и последующем разгоне жидкой капли в потоке. Скорость

частиц при электродуговой металлизации зависит от типа распыляющих устройств, давления и

расхода воздуха и варьируется в интервале 70-100 м/с.

Ключевые слова: распыление, электродуговая металлизация, диспергирование металла, напорное

давление, двухфазный поток.

Т.Р. Чуева, В.В. Молоканов, П.П. Умнов, Н.В. Умнова

Использование метода термического анализа при разработке технологии подготовки расплава

для получения “толстого” аморфного микропровода Со-сплава ..................................................................................... 82

Методика термического анализа, основанная на контроле способности расплава к переохлаждению,

использована для определения оптимальных технологических режимов подготовки расплава на

всех стадиях изготовления аморфного провода. Для модельного сплава Co₆₉Fe₄Cr₄Si₁₂B₁₁ определен

температурный интервал высокотемпературной гомогенизации расплава, режим отбора

прекурсоров и режим расплавления прекурсора. С использованием установленных режимов

термической обработки проведена выплавка прекурсоров и методом Улитовского-Тейлора

изготовлены образцы аморфных микропроводов диаметром до 200 мкм с повышенной

пластичностью.

Ключевые слова: переохлаждение, аморфный микропровод, термообработка расплава, прекурсор.

Авторский указатель за 2016 год .......................................................................................................................................... 90

Памяти профессора Ташлыкова Игоря Серафимовича ..................................................................................................... 96