д.ф.-м.н. Ю.Ф. Иванов, В.В. Шугуров, к.т.н. О.В. Крысина, Н.А. Прокопенко, Е.А. Петрикова
В результате выполненных исследований, направленных на разработку метода формирования пленок высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) и покрытий электродуговым плазменно-ассистированным осаждением, получены пленки высокоэнтропийного сплава элементного состава: 25.7Ti-17.0Al-21.9Nb-22.3Zr-13.6Cu толщиной (3-5) мкм. Показано, что пленки являются рентгеноаморфным материалом (рис. 1), имеют многослойную (толщина слоев (12-23) нм) наноразмерную (размер кристаллитов (2-3) нм) структуру (рис. 2) и обладают высокой твердостью (12-14) ГПа и модулем Юнга (230-310) ГПа.
Рис. 1. Фрагменты рентгенограмм, полученных с пленок ВЭС, напыленных на твердый сплав ВК6; 1 – состав без меди; 2 – состав с медью.
Рис. 2. STEM изображение пленки ВЭС состава TiAlCuNbZr, напыленных на сплав титана ВТ1-0.
Рис. 3. Электронно-микроскопическое изображение структуры системы «ВЭС/ВТ1-0», облученной импульсным электронным пучком (20 Дж/см2, 50 мкс, 3 имп.).
Установлено, что пленка ВЭС, облученная импульсным электронным пучком, имеет структуру высокоскоростной ячеистой кристаллизации (рис. 3). Размер ячеек изменяется в пределах от 300 нм до 600 нм. Ячейки (β-NbZrTiAl) окаймлены прослойками второй фазы (CuZr). Толщина прослоек изменяется в пределах (20-110) нм. Показано, что твердость пленок, облученных электронным пучком, изменяется в пределах (6,9 - 8,8) ГПа и снижается при увеличении плотности энергии пучка электронов.
Публикации:
- Koval N.N., Ivanov Y.F. Shugurov V.V., Teresov A.D., Petrikova E.A., Rygina M.E. Regularities of structure and properties modification of the steel surface layer as a result of high-cycle high-speed melting of the "film (Si + Nb) / (steel) substrate" system by an intense pulsed electron beam. // Journal of Physics: Conference Series, 2021, V. 1799, P. 012017. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1799/1/012017
- Petrikova E.A., Ivanov Y.F., Teresov A.D., Rygina M.E. Thermal stability of the hypereutectic silumin structure subjected to a pulsed electron beam treatment. // Journal of Physics: Conference Series, 2021, V. 1799, P. 012022 https://doi.org/10.1088/1742-6596/1799/1/012022
- N.A. Prokopenko, E.A. Petrikova, V.V. Shugurov, M.S. Petykevith, Yu.F. Ivanov, V.V. Uglov. Formation of high-entropy alloy by methods of ion-plasma technologies. // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2021, V. 1093, P. 012025 https://doi.org/10.1088/1757-899X/1093/1/012025
Результаты получены в рамках выполнения проекта РФФИ_БРФФИ № 20-58-00006 "Разработка научных основ электронно-ионно-плазменной технологии формирования высокоэнтропийных сплавов и нитридных покрытий на их основе".
Результат получен сотрудниками ЛПЭЭ
