Окислення поверхні та швидка дифузія 18O-імпланту в наноструктурованих шарах сплаву Ti-6Al-4V
| Автори | С.М. Дуванов1 , А.Г. Балог2 |
| Афіліація | 1 Інститут прикладної фізики, Національна академія наук України, вул. Петропавлівська, 58, 40030 Суми, Україна 2 Інститут матеріалознавства, Дармштадській технічній університет, вул. Петерзен, 23, 64287 Дармштадт, Німеччина |
| Е-mail | smduvanov@ukr.net |
| Випуск | Том 7, Рік 2015, Номер 2 |
| Дати | Одержано 14.04.2015, опубліковано online - 10.06.2015 |
| Цитування | С.М. Дуванов, А.Г. Балог, Ж. нано- електрон. фіз. 7 № 2, 02028 (2015) |
| DOI | |
| PACS Number(s) | 68.55, 68.55. – a, 66.30.Pa |
| Ключові слова | Сплав Ti-6Al-4V (2) , Іонна імплантація (6) , Термічний відпал (5) , Окислення (13) , Дифузія (34) , Наночастка (2) . |
| Анотація | У даній роботі спостерєжено формування приповерхневої бар’єрної композитної окисної плівки та швидка дифузія імплантованих ізотопів 18O в модифікованих шарах сплаву Ti-6Al-4V. Друга стадія дифузії протікає у швидкому та надшвидкому режимах. Модифікація зразків була виконана з використанням іонної імплантації та наступного термічного відпалу. Параметри іонної імплантації: енергія іонів 18O+ 30 кеВ; флюенс 3 × 1017 іонів/см2; температура RT. Після імплантаційній відпал був реалізований при температурах у діапазоні 100…800 °C з відстанню у 100 °C. Вторинна іонна мас-спетрометрія (ВІМС-SIMS) та скануюча електронна мікроскопія (СЕМ-SEM) виконані для дослідження зразків. З ВІМС-профілів була витягнута залежність величин ефективних коефіцієнтів дифузії (ЕКД) імпланту 18O від температури у ареніусових координатах. Ареніусова крива ЕКД показує, що у сплаві Ti-6Al-4V дифузія 18O-імпланту протікає у дві стадії: i) атермічної, радіаційно-прискореної дифузії при температурах у діапазоні 100-400 °C та ii) швидкої, термічно-активованої при 500-700 °C. Надшвидкий режим дифузії спостерігається при температурі 800 °C та вище. Захисна композитна окисна плівка була утворена в приповерхневих шарах сплаву після відпалу при температурах у діапазоні 400-600 °С. Розчинення цієї плівки виявлено при 700-800 °С. Міграція 18O-імпланту протікає на тлі утворення наступних діелектричних включень нової фази, стабільних аж до відпалу при 800 °С: часток з середнім розміром 30 нм; і стовпчатих нанокристалів, орієнтованих перпендикулярно поверхні зразків. Обговорюються подробиці та можливий механізм міграції 18O-імпланту, утворення поверхневої окисної плівки та диелектрічних нановключень, їх термічна стабільність. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) AC Impedance Analysis of the Al/ZnO/p-Si/Al Schottky Diode: C-V Plots and Extraction of Parameters [02001-1-02001-4]2) Surface Potential and Threshold Voltage Model of Fully Depleted Narrow Channel SOI MOSFET Using Analytical Solution of 3D Poisson’s Equation [02002-1-02002-5]
3) Deformed Quantum Energy Spectra with Mixed Harmonic Potential for Nonrelativistic Schrödinger Equation [02003-1-02003-6]
4) Overview of Nanotechnology in Road Engineering [02004-1-02004-6]
5) Вплив типу розподілу міжатомних відстаней на функцію радіального розподілу аморфних речовин [02005-1-02005-5]
6) Design and Modeling of an Integrated Inductor in a Buck Converter DC-DC [02006-1-02006-6]
7) Optimization of Band Gap and Thickness for the Development of Efficient n-i-p+ Solar Cell [02007-1-02007-7]
8) Вплив температури відновлення оксида графена на низькотемпературну сорбцію водню [02008-1-02008-4]
9) Порівняння способів одержання сферичних наночастинок магнетитув полісахаридних оболонках [02009-1-02009-6]
10) Дослідження польових та температурних залежностей опору нанокарбонів, модифікованих нікелем та кобальтом [02010-1-02010-6]
11) Електрохімічні властивості легованих азотом наноструктурних алмазних покриттів, що синтезовані в плазмі тліючого розряду постійного струму [02011-1-02011-5]
12) Літієвий ферит у ролі катоду хімічних джерел струму: перспективи застосування золь-гель методу синтезу [02012-1-02012-7]
13) Структура і елементний склад плівок Pb1 – xSnxS [02013-1-02013-7]
14) Електронні властивості кристалу цирконію з вакансіями та динаміка вакансій: ab-initio розрахунки та молекулярна динаміка [02014-1-02014-7]
15) Модернізований метод усереднених характеристик для розв’язування задач мультигармонічних резонансних взаємодій у пристроях сильнострумової електроніки [02015-1-02015-8]
16) Отримання плівок карбіду кремнію методом магнетронного розпилення складового вуглець-кремнієвої мішені [02016-1-02016-5]
17) Пористий вуглецевий матеріал з рослинної сировини як поляризаційна складова електродів суперконденсаторів [02017-1-02017-3]
18) Енергетичні характеристики металевої наноплівки в діелектричному оточенні [02018-1-02018-5]
19) Про моделювання умов збудження черенковського та дифракційного випромінювань на періодичних металодіелектричних структурах [02019-1-02019-9]
20) Кристалографічний та орієнтаційний характер нанокристалітів у тонкоплівкових конденсатах PbTe-Bi2Te3 на ситалі [02020-1-02020-8]
21) Високочастотна провідність вуглецевих нанотрубок zigzag-конфігурації [02021-1-02021-6]
22) Структуровані нанооб'єкти політетрафторетиленових композитів [02022-1-02022-9]
23) Analysis of the p-i-n-structures Electrophysical Characteristics Influence on the Spectral Characteristics Sensitivity [02023-1-02023-5]
24) Застосування обробки в магнітному полі для низькозатратного підвищення ККД кремнієвих фотоелектричних перетворювачів [02024-1-02024-4]
25) Вплив нанонаповнених полімерних покриттів і магнітного поля на кінетику спаду фото-ЕРС в кристалах кремнію, що використовуються в сонячній енергетиці [02025-1-02025-5]
26) Fabrication and Characterization of ZnSCubic : P3HT, ZnSHexa : P3HT and ZnSHexa : P3HT:PVA-Ag Bulk Heterojunction Solar Cells [02026-1-02026-6]
27) Енергетичний метод пошуку констант розподілу вектора антиферомагнетизму для системи антиточок у двопідгратковому антиферомагнетику [02027-1-02027-9]
28) Extracted Electronic Parameters of a Novel Ag/SnO2:In/Si/Au Schottky Diode for Solar Cell Application [02029-1-02029-4]
29) Текстурування кремнієвої підкладки нанопорами та нанонитками Si для антивідбивних поверхонь сонячних елементів [02030-1-02030-6]
30) Наноелектроніка: ефект Хола і вимірювання електрохімічних потенціалів в концепції «знизу-вгору» [02031-1-02031-15]
31) Fe-doped SnO2: A Quantum-chemical Approach [02032-1-02032-3]
32) Внутрішній розмірний ефект у полікристалічних плівках легкоплавких металів [02033-1-02033-6]
33) Формування багатокомпонентних захисних покриттів на нікелі: структура, фазоутворення, фізико-хімічні властивості [02034-1-02034-7]
34) Вплив потенціалу зміщення на фазовий склад, структуру, субструктуру і механічні характеристики багатошарової системи TiN / ZrN, отриманої вакуумно-дуговим випаровуванням [02035-1-02035-6]
35) Напівпровідникові наноматеріали і нанокристали [02036-1-02036-12]
36) Моделювання робочих характеристик сонячного елементу зі структурою p+-CuO / p-ZnTe / n-CdSe / n-MoSe2 / Mo [02037-1-02037-5]
37) Вплив експериментального зневоднення організму на структурні характеристики мінералу губчастої кісткової тканини [02038-1-02038-5]
38) Slab Waveguide Sensor with Left-handed Material Core Layer for Detection an Adlayer Thickness and Index [02039-1-02039-6]
39) Адгезійна міцність багатоелементних покриттів системи (TiNbCrZrSi)N [02040-1-02040-5]
40) Вплив іонів Ce3 + на інфрачервоне випромінювання Ca3Sc2Si3O12, легованого іонами Eu2 + [02041-1-02041-5]
41) Вплив високовольтного імпульсного потенціалу, що подається на підкладку, на фазовий склад і структуру вакуумно-дугових покриттів TiN [02042-1-02042-5]
42) Conduction Mechanisms in Polypyrrole-Copper Nanocomposites [02043-1-02043-4]
43) Тунельна провідність надпровідного індію в пористому склі [02044-1-02044-4]
