ІФТТМТ
Інститут фізики твердого тіла, матеріалознавства та технологій
НАН України

Іонно-плазмове модифікування

Іонно-плазмове модифікування дозволяє за рахунок створення в поверхні тонких модифікованих шарів (до 200 нм) під впливом іонної імплантації (ІІ) впливати на фізико-хімічні властивості матеріалів: підвищувати корозійну стійкість (КС) конструкційних і реакторних матеріалів; зміцнювати і підвищувати твердість поверхні; знижувати швидкість повзучості під навантаженням і підвищувати умовну межу плинності цирконієвих сплавів без об'ємних змін.

Модифікування поверхні в газовій плазмі

газова плазма
схема установки з ДГП

Реалізується за допомогою розробленого в ННЦ ХФТІ високоефективного термокатодного джерела газової плазми (ДГП).
Параметри ДГП:

  • Струм розжарення до: 150А;
  • Напруга анода: + 70В;
  • Розрядний струм джерела: 0.1 ... 80 А;
  • Vтр до: 30 мкм / год;
  • Sобр: 0.25м2

Можливості:
  • Іонна очистка в інертних газах;
  • Іонне азотування;
  • Іонна імплантація газових іонів.

Іонне азотування (ІА) Іонна імплантація газових іонів
Іонне азотування Мікроструктура стали Кінетика корозії
Залежність HV поверхні штампових сталей від глибини азотованного слою.
1-сталь 5XHM;
2- сталь 5XHВ.		 Мікроструктура сталі 5ХНМ після ІА на протязі 2 годин при
T = 520°C і щільності струму іоннов азоту 150 А / м2. Х400.		 Кінетика корозії зразків зі сплаву Zr + 1% Nb після імплантації Ar+C Ei=15 кеВ:
1 - вихідні зразки;
2-Di=5*1015см-2;
3-1016;
4-4*1016;
5-1017


Модифікування поверхні в металевій плазмі

Для генерації плазми використовується самостійний дуговий розряд в парах металу, реалізований за допомогою електродугового випарника металів (ЕДВМ).

Уповільнення корозії Zr сплавів Зниження швидкості повзучості Zr сплавів Вплив імплантації на умовну межу плинності
уповільнення корозії Zr повзучість Zr сплавів вплив імплантації
АПК зразків з твельних трубок сплаву Е110 в реакторної воді, вихідних(1) і після опромінення іонами Mo+(2,4) та Al+(3,5) при: Di=1017 ион/см2(2,3); Di=1018 ион/см2(4,5) Залежність швидкості
повзучості від прикладеної напруги при T = 700K зразків
зі сплаву Zr1Nb після опромінення іонами Mo+.
1-вихідний зразок;
2- після ІІ Di=1017іон/см2;
3-Di=1018іон/см2.		 Вплив опромінення іонами трубок з цирконієвого сплаву на їх предел міцності σВ(⚝) та умовний предел текучесті σ0.2( )зразків (відрізків твельних труб), які підлягають випробуванням на розрив на установці ІНСТРОН, після опромінення іонами.
температура випробувань T=350°C.
go to ISSPMT