Исследование структурных превращений поверхностного слоя после высокоэнергетического воздействия методом сканирующего зонда Кельвина и разработка методов и средств оценки физико-механического состояния поверхности

Abstract

Объектом исследования в данной работе является поверхность образцов после высокоэнергетического воздействия. Цель работы - исследование структурных превращений поверхностного слоя после высокоэнергетического воздействия методом сканирующего зонда Кельвина и разработка методов и средств оценки физико-механического состояния поверхности. Исследования проводили на пластинчатых образцах. Ионно-лучевая обработка проводилась с помощью ионного источника типа ускорителя с анодным слоем при энергии ионов азота 2,50,5 кэВ и плотности ионного тока j=1, 5 и 2 мАсм–2. Температура образцов в процессе ионно-лучевой обработки изменялась от 620 до 770 К. Флюенс имплантированных ионов составлял D  31019 и 51019 см–2. Проведенные исследования структурных превращений поверхностного слоя после высокоэнергетического воздействия на стали методом сканирующего зонда Кельвина, электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии показали, что структура поверхности существенно зависит от природы имплантированных ионов и температуры подложки. В результате исследований установлено, что методика оценки структурного состояния поверхности после высокоэнергетического воздействия по изменению топологии работы выхода электрона поверхности обеспечивает высокую степень повторяемости результатов. Результаты не зависят существенно от установки, на которой производятся измерения. Полученные экспериментальные данные, показывают высокую степень корреляции между параметрами шероховатости поверхности и изменениями работы выхода электрона. Разработанная методика оценки структурного состояния поверхности после высокоэнергетического воздействия по изменению топологии работы выхода электрона поверхности позволяет контролировать и оценивать состоянии поверхности после высокоэнергетического воздействия.