ИФТТМТ
Институт физики твёрдого тела, материаловедения и технологий
НАН Украины

Ионно-плазменное модифицирование

Ионно-плазменное модифицирование позволяет за счет создания в поверхности тонких модифицированных слоев (до 200 нм) под воздействием ионной имплантации (ИИ) влиять на физико-химические свойства материалов: повышать коррозионную стойкость (КС) конструкционных и реакторных материалов; упрочнять и повышать твердость поверхности; снижать скорость ползучести под нагрузкой и повышать условный предел текучести циркониевых сплавов. Нет объёмных изменений.


Модифицирование поверхности в газовой плазме

газовая плазма
схема установки з ИГП

Реализуется с помощью разработанного в ННЦ ХФТИ высокоэффективного термокатодного источники газовой плазмы (ИГП).
Параметры ИГП:

  • Ток накала до: 150А;
  • Напряжение анода: + 70В;
  • Разрядный ток источника:0.1 ... 80 А;
  • Vтр до: 30 мкм/ч;
  • Sобр: 0.25м2

Возможности:
  • Ионная очистка в инертных газах;
  • Ионное азотирование;
  • Ионная имплантация газовых ионов.

Ионное азотирование (ИА) Ионная имплантация газовых ионов
Іонне азотування Мікроструктура стали Кинетика коррозии
Зависимость HV поверхности штамповых сталей от глубины азотованного слоя.
1-сталь 5XHM;
2- сталь 5XHВ.		 Микроструктура стали 5ХНМ после ИА в течение 2 часов при
T = 520°C и плотности тока ионов азота 150 А / м2. Х400.		 Кинетика коррозии образцов из сплава Zr + 1% Nb после имплантации Ar+C Ei=15 кеВ:
1 - исходные образцы;
2-Di=5*1015см-2;
3-1016;
4-4*1016;
5-1017


Модифицирование поверхности в металлической плазме

Для генерации плазмы используется самостоятельный дуговой разряд в парах металла, реализуемый с помощью электродугового испарителя металлов (ЭДИ).

   
Замедление коррозии Zr сплавов Снижение скорости ползучести Zr сплавов Влияние имплантации на условный предел текучести
Замедление коррозии Zr ползучесть Zr сплавов Влияние имплантации
АПК образцов с твельних трубок сплава Е110 в реакторной воде, исходных (1) и после облучения ионами Mo+ (2,4) и Al + (3,5) при: Di=1017 ион/см2(2,3); Di=1018 ион/см2(4,5) Зависимость скорости ползучести от приложенного напряжения при T = 700K образцов из сплава Zr1Nb после
облучения ионами Mo +
1-исходный образец;
2-после ІІ Di=1017іон/см2;
3-Di=1018іон/см2.		 Влияние облучения ионами трубок из циркониевого сплава на их предел прочности σВ(⚝) и условный предел текучести σ0.2( )образцов (отрезков твельних труб), подлежащих испытаниям на разрыв на установке ИНСТРОН, после облучения ионами. температура испытаний T = 350°C.
go to ISSPMT