Вышедшие номера
Влияние высоких доз ионов N+, N++ Ni+, Mo++ W+ на физико-механические свойства TiNi
Погребняк А.Д., Братушка С.Н., Маликов Л.В., Левинтант Н., Ердыбаева Н.К., Плотников С.В., Гриценко Б.П.1
1Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, Томск, Россия
Поступила в редакцию: 15 августа 2008 г.
Выставление онлайн: 19 апреля 2009 г.

Поверхностный слой эквиатомного сплава TiNi, обладающего эффектом памяти формы в мартенситном состоянии, был модифицирован при помощи высокодозной имплантации ионов N+ с энергией 65 keV (доза имплантации составила от 1017 до 1018 ion/cm2). С помощью методов резерфордовского обратного рассеяния ионов (RBS), растровой электронной микроскопии с микроанализом (SEM и EDS), метода XRD в скользящей геометрии, а также измерения нанотвердости и модуля упругости исследовались образцы TiNi после имплантации ионов N+, Ni+-N+, Mo+-W+ дозами от 1017 до ~1018 cm-2. Между двумя максимумами концентрационного профиля ионов N+ обнаружен пик концентрации ионов Ni+. XRD-анализ в скользящей геометрии образцов TiNi после имплантации ионов Ni+ и N+ показал образование фаз TiNi(B2); TiN; Ni3N. Исследования механических характеристик образцов показали, что в исходном состоянии модуль упругости образцов составлял E=56 GPa при твердости H=2.13±0.3 GPa (на глубине 150 nm). После двойной имплантации ионов Ni+-N+, W+-Mo+ твердость образцов TiNi на глубине 150 nm составляла ~2.78±0.95 GPa, а на глубине 50 nm ее значение возросло до 4.95±2.25 GPa при модуле упругости 59 GPa. Отжиг образцов при 550oC привел к увеличению твердости до 4.44±1.45 GPa и резкому увеличению модуля упругости до значения 236±39 GPa. Обнаружена корреляция между элементным составом, микроструктурой, эффектом памяти формы и механическими свойствами приповерхностного слоя TiNi. PACS: 52.80.S, 61.80.Jh, 65.75.g, 68.35.Rh