CC BY
309
ИНДЕКС УДК: 621.384.6: 539.12.04
РЕМНЕВ Г. Е
МОДИФИКАЦИЯ' МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОЩНЫХ ИОННЫХ ПУЧКОВ
Данный обзор посвящен вопросу практического использования источников мощных ионных пучков ианосекундной длительности. Параметры пучков лежат в диапазоне: энергия частиц - 0,1+1 МэВ, длительность импульса - 10-**10-' с. плотность тока - 1+300 .-Уем2. Рассматриваются результаты исследований модификации металлических материалов, сверхбыстрого осаждения пленок, получения УДП, пучково-эрозионной обработки изделий промышленности. Делается вывод о низких удельных энергозатратах импульсно-пучковых технологий, экологической чистоте при их внедрении в производство.
Введение
В ряде случае!', эксплуатационные свойства механизмов и машин определяются характеристиками поверхности деталей. Поверхностный слой детали в условиях эксплуатации подвергается наиболее сильному механическому, тепловом} , магнитному, электрическому, световому и другим воздействиям. Разрушение детали в большинстве случаев начинается именно с поверхностного слоя, например: возникновение и развитие усталостной трещины, эрозии, износа, коррозии и т.д. Повышение ресурса работы, надежности, весо-габаритных характеристик можно достигать, помимо всего прочего, улучшая свойства поверхности. В особенности это важно, когда уже исчерпаны возможности материалов. Во многих случаях при этом стоимостные характеристики деталей при улучшенных эксплуатационных характеристиках значительно ниже.
Электрофизические пучковые и плазменные установки позволяют направленно менять структуру поверхностного слоя, наносить покрытия различного назначения. От электрохимических методов осаждения покрытий их отличает экологическая чистота метода.
На международной конференции по металлургическим покрытиям и тонким пленкам (Сан-Диего, США, 1998г.) ведущими экспертами в этой области сообщено, что к настоящему времени мировая промышленность выпускает деталей с улучшенными поверхностными свойствами на 3 триллиона долларов с ежегодным приростом в 3%. Этот высокий темп роста прогнозируется до 2010 года. Наибольшая доля принадлежит покрытиям при использовании различных плазменных установок. Пучковые технологии (ионная имплантация, воздействие импульсных мощных ионных пучков, непрерывных и импульсных электронных пучков) имеют меньшую долю в этом и меньший временной масштаб внедрения, за исключением электронно-лучевых технологий. Хотя ионная имплантация в области полупроводниковой электроники стала привычным технологическим процессом.
Использование импульсных мощных ионных пучков (энергия ионов 0,1-1 МэВ, длительность импульса 10"*-10"6 с. ток ионов 0,5-50 кА) в области модификации поверхностного слоя материалов имеет еще короткий временной интервал, но в последние 5 лет бурно развивается в США и Японии [1].
Источники мощных ионных пучков (МИЛ) начали разрабатываться с середины 70-х годов в основном для исследований, связанных с реализацией инерционного управляемого термоядерного синтеза [2, 3]. Назначение источников определяло и их параметры. Развитие исследований по созданию ускорителей, разработка диодных систем, новых подходов к генерации пучков, систем транспортировки пучков к мишени были направлены на достижение максимально высокого энерговклада в мишень за минимально короткое время. К началу 80-х годов были достигнуты значительные успехи в создании ускорителей на экстремально высокие параметры.
Первые работы по практическому использованию мощных ионных пучков для имплантации и отжига полупроводников проводились в Корнельском университете США [4] в начале 80-х годов, а первые работы, исследующие возможность использования МИП для модификации свойств металлов и сплавов, были проделаны в НИИ Ядерной Физики ТПУ [5]. Уже на этом этапе исследований стало ясно, что существовавшие на этот момент времени источники МИП требуют изменений, определяемых новой областью применения, и на первый план выходят такие характеристики новых источников, как ресурс работы, стабильность параметров, возможность получения ионных пучков различного элементного состава. Во многом это зависит от метода создания плазмы, необходимой плотности и состава, из которой ускоряются ионы в диоде.
В результате исследований по воздействию мощных ионных пучков на ,металлы и сплавы определились и основные направления их прикладного использования :
- чисто энергетическое воздействие на материалы и конструкционные изделия;
- короткоимпудьсная имплантации в металлы и полупроводники.
Рис.1, а - Принципиальная схема ускорителя «ТЕМП»: 1,4- разрядники, 2 - электроды ДФЛ, 3 - зарядная индуктивность, 5, 6 - делители напряжения, 7-10 - пояса Роговского. И - вакуумная камера, 12 -матнитноизолированный диод, 13 - мишенный узел. 14 - вакуумный ноет, 15 - ГИН Аркадьева-Маркеа. 6 - Фото ускорителя «ТЕМП».
В первом случае характер воздействия пучка схож с действием других концентрированных потоков энергии: импульсного лазерного излучения, наносекуццных электронных пучков, в особенности, низкоэыергетичных электронных пучков, импульсной плазмы, искрового воздействия. Энергия, ионов, также как и сорт ионов, решающего значения в этом случае не имеют. Энергия ионов минимизируется и выбирается вместе с плотностью тока для получения плотности мощности в диапазоне 5 10б - 10* Вт/см2, конкретное значение которой определяется материалом мишени [6. 7].
Во втором случае наряду с энергетическим воздействием происходит имплантация ионов. При воздействии мощным ионным пучком с плотностью потока мощности < 10б-10' Вт/см* происходит одновременное внедрение примесных атомов и нагрев поверхностного слоя обрабатываемых изделий с быстрым его остыванием после прекращения действия импульсов тока [8, 9]. При этом возможность изменения сорта ускоряемых частиц, их энергии, длительности, частоты следования импульсов и величины ионного тока определяют скорость набора дозы, полную дозу и плотность потока мощности на мишень, которой задается температура поверхностного слоя мишени.
Ниже будут рассмотрены несколько областей использования мощных ионных пучков, которые развиваются в НИИ ЯФ совместно с рядом других организаций.
Источи и к и
Ускорители типа «ТЕМП»
К настоящему времени разработано и находится в эксплуатации 3 типа ускорителей «ТЕМП». Все они собраны по одинаковой блок-схеме: генератор импульсных напряжений (ГИН) Аркадьева-Маркса, модифицированная двойная формирующая линш с газовыми разрядниками и деионизированной водой в качестве диэлектрика, магнитноизолированный диод.
Общий вид ускорителя «ТЕМП-1» и «ТЕМП-2» [10] изображен на рис. 1а, фото ускорителя - на рис.1 б. Ускоритель снабжен выносным полуавтоматическим пультом управления, карусельной системой поворота и замены образцов в вакуумной камере. Обработка изделий может выполняться в ручном и автоматическом режиме. Вскрытие камеры, замена сменного блока карусели с образцами, герметизация камеры и откачка до рабочего давления (-К)"' Topp) выполняется за 10 минут.
ГИН Аркадьева-Маркса вютючает 7 ступеней и собран на основе конденсаторов ИК-100-0.4, заряжаемых от высоковольтного источника ИРИС-6 (либо ИРИС-7) до напряжения 50 кВ, и газонаполненную (до 2 атм) штангу с разрядными промежутками. Запуск ГИНа осуществляется управляемым разрядником первой ступени. Модифицированная ДФЛ с деионизованной водой в качестве диэлектрика включает разрядники со сжатым газом на самопробое; зарядную индуктивность, установленную перед пушкой. Пауза между импульсами регулируется межэлектродными зазорами и давлением разрядников ДФЛ. Формирование пучков осуществляется диодами с магнитной самоизоляцией или с внешней магнитной изоляцией. Ускоритель оснащен автономными системами водоподготовки. маслохозяйства. вакуумной системой.
Два ускорителя «ТЕМП-1» эксплуатируются в НПП «Линэтрон» (г.Нижний Новгород) в технологической цепочке упрочнения режущего твердосплавного инструмента. 60
Рис. 2. а - Схема ускорителя МУК и основные узлы: НГ - наносекундный генератор, ФЛ - формирующая линия, ЛЗ - линия задержки. ПЛ - передающая линия, Р], Рг, Рз - газовые разрядники, С) - емкость первичного накопителя наносекундмого генератора, Тр1 - повышающий импульсный трансформатор. Ц| - игнитрон ИРТ-6, Др - дроссель насыщения, С\ - первичный накопитель системы формирования магнитного поля. Трг - понижающий импульсный трансформатор, МИД -машитноизолированный вакуумный диод, БС - блок синхронизации, б - Фо го ускорителя «МУК-М».
Трансформатор
Ускоритель «ТЕМП-4» разработан и создан по заказу НПП «Линэтрон» и обладает высокопроизводительной вакуумной системой, автоматизированной системой контроля параметров и управления ускорителем. Ускоритель «ТЕМП-4» обеспечивает обработку 1 млн. штук неперетачиваемых твердосплавных пластин в год. Все ускорители типа «ТЕМП» предусматривают возможность установки дополнительных вакуумных объемов для обработки крупногабаритных изделий длиной в несколько метров с поперечным размером до 30 см.
Ускоритель «МУК-М»
При разработке сильноточного импульсного ионного ускорителя для короткоимпульсной имплантации «МУК-М» (рис.2) были заложены следующие требования: возможность изменения сорта ускоряемых частиц, их энергии, длительности, частоты следования импульсов и величины ионного тока, что определяет скорость набора дозы, полную дозу и плотность потока мощности на мишень, которой задается температура поверхностного слоя мишени. Формирование мощного ионного пучка основано на ускорении ионов из предварительно созданной взрьшоэмиссионной плазмы [И]. В этом случае возможно получение ионов практически всех металлов [11, 12, 13].
Ускоритель разработан на базе лабораторной модели
технологического ускорителя "МУК" [10]. Тип ионного диода - магнитно-изолированный ионный диод (МИД) полоскового типа с внешним магнитным
полем, (рис.3).
Наносекувдный генератор, состоящий из формирующей линии ФЛ, передающей линии ЯД линии задержки ЛЗ и блока разрядников Ри Р2 и Р3, позволяет формировать
одиночный импульс
напряжения или два разнополярных импульса
напряжения [14].
Магнитное поле в анод-катодном промежутке
магнитноизолированного диода создается за счет
61
От генератора напряжения
Рис. 3, Машитноизолированный диод «МУК».
Вакуумная камера
с замкнутым дрейфом ускорителя
протекания тока по катодному витку от дополнительного источника. Конструкция катодного витка предусматривает замкнутость электронного потока во всем сечении анод-катодного промежутка [15J.
На рис.4 приведены осциллограммы импульсов напряжения, полного тока и плотности ионного тока на расстоянии 40 мм от катода для случая генерации ионов алюминия. Получены ионные потоки А1"\ С", с энергией от 30 до 450 кэВ, зарядностью Z=l-3, плотностью ионного тока от 4 до 20 А/см2 в импульсе. Длительность импульсов тока от 100 до 300 не. Частота следования импульсов - от одиночных до 10 Гц. Скорость набора дозы - 1012-1013 ион/см2 за импульс. Сечение пучка 180 см" (90 х 200 мм"). Однородность ионного потока по сечению пучка 30%.
160 320 480 640 800 т, не Рис.4. Осциллограммы импульсов напряжения, полного гока и плотности ионного тока для случая генерации ионов с анодной вставкой из алюминия.
Особенности взаимодействия МИН с металлическими материалам и
Вопросы теоретического моделирования воздействия мощных ионных пучков рассматриваются в ряде работ [16. 17, 18]. Первичное поглощение энергии происходит в тонком поверхностном слое, определяемом глубиной поглощения энергии, в дальнейшем - рассчитываются нагрев и отвод тепла вглубь мишени за счет теплопроводности, формирование пароплазменного факела, волн напряжения и рассматриваются эффекты, в основе которых лежат эти процессы.
Одна из особенностей взаимодействия МИЛ с металлами связана с энергетическим разбросом частиц в пучке, который прежде всего связан с тем, что длительности переднего и заднего фронтов сравнимы с длительностью импульса. Расчеты с помощью табличных данных по пробегам ионов [19] (рис.5) показали выравнивание распределения ионов по глубине [20, 21] при учете энергетического разброса в пучке.
При расчете поглощенной энергии учет реальных фронтов ускоряющего импульса напряжения, а также учет зарядности и различной массы ионов меняют картину распределения поглощенной энергии, рис.6. Кривая 3 иллюстрирует распределение поглощенной энергии для состава пучка ускорителя «ТЕМП» - Н+(~30%) Сп+(~70).
Отличие в распределении поглощенной энергии пучка с реальной формой импульса и составом от моноэнергетичного пучка, требует, с одной стороны, учета формы импульса и состава МИЛ, а с другой стороны, имеется возможность активного влияния на это распределение.
Импульсный характер воздействия МИЛ определяет принципиальные отличия процессов, происходящих в поверхностном слое металла от непрерывной ионной имплантации. [1, 6, 7, 21, 22,
Е, кэВ
Т, К
мкм
Рис.5. Распределение имплантированных протопоп для могоэнергетичного ионного пучка (1) и пучка с реальными фронтами ускоряющего импульса напряжения (2). Число частиц в обоих импульса одинаково.
1000.:
-0.0
-т-гтт-0.5
Г-гт-гтд~гт"гп-т-т~п—| 1.0 1.5
X (мкм)
Рис. б. Распределение температуры без учета теплопроводности в мишени из Ре после воздействия моно шергетичного пучка протонов (1), пучка протонов с реальными фрон тами (2), МИП с составом, регистрируемым епекфометром Томсона (3), еис, =300 кэВ, 1,«30 А/см2.
металлами
ТО10 К/с.
23, 24. 25]. За время действия импульса энергия, переносимая пучком, поглощается в тонком поверхностном слое, определяемом пробегом ионов и теплопроводностью металла. Как правило, для МИЛ наносекундной длительности это глубины в металлах -1 мкм. Плотностью тока в пучке можно регулировать температуру поверхностного слоя вплоть до расплавления поверхностного слоя с образованием пароплазменного слоя. Исследования характера воздействия МИЛ при плотности мощности более 10' Вт/см" показали, что взаимодействие ионных пучков сопровождается рядом процессов:
- нагрев, плавление, испарение материала поверхности:
- образование пароплазменного факела;
- возбуждение волн сжатия в мишени за счет импульса отдачи;
- перемешивание компонент, протекание химических реакций;
- быстрое остывание нагретого поверхностного слоя вглубь мишени со скоростями ~109 В зависимости от плотности мощности ггучка и от теплофизических характеристик металла
доминируют те или иные процессы. Под их действием в поверхностном слое мишени происходят структурные, физико-химические превращения, изменяется топология поверхности, о чем свидетельствуют результаты экспериментов, полученные с использованием различных методов анализа. В совокупности эти процессы приводят к модификации поверхностного слоя, улучшению эксплуатационных характеристик ряда изделий: электроэрозионной стойкости, уменьшению коэффициента трения, износостойкости, коррозионной стойкости и др..
Упрочнение металлов и сплавов при плотности мощности пучка от К)6 до 10' Вт/см2 происходит, в основном, без изменения топологии поверхности, как представляется в настоящее время, за счет закалочных эффектов при быстром остывании мишени за счет теплоотвода вглубь и за счет ионной имплантации при большом количестве импульсов 103-104. Нагрев поверхностного слоя на глубину пробега ионов происходит со скоростями ~10п К/с. Остывание вглубь мишени происходит, в основном, за счет теплопроводности со скоростями -10'-10п К/с. Темп остывания мишени определяется материалом мишени и величиной поглощенной энергии. Изменяя плотность мощности в импульсном ионном пучке, при его взаимодействии с металлами можно варьировать температуру поверхностного слоя, доводя ее вплоть до температуры плавления. Числом импульсов и током ионов можно варьировать внедренную дозу, как при имплантации непрерывными пучками временем облучения. При этом, прямого аналога такому воздействию нет.
Обработка металлов по первому режиму (с оплавлением поверхности) формирует достаточно
сложный и неоднозначный топологический рисунок поверхности. Он связан с отверстий, микрократеров волнообразной структуры на поверхности мишени (рис.7).
Необходимо отметить, что такое поведение мишени наблюдается и при воздействии других концентрированных потоков энергии: мощных электронных пучков [26], импульсных лазеров ¡27. 28] . импу льсной плазмы [29, 30]. Существует две точки зрения на причины образования кратеров. Первая причина для МИЛ связывается с филаментацией пучка, вторая - с реакцией материала мишени при учете различного рода включений других фаз на поверхности.
На рис.7 приведены фотографии поверхности мишени из №.?Ее, облученной МИП различной плотности тока. При /, = 100 А/см2 появляются фактически слившиеся кратеры, которые образуют волнообразную структуру поверхности. Такая же структура поверхности, типа апельсиновой корки, наблюдается и на полупроводниках (кремнии) при воздействии импульсного лазерного излучения.
На фотографиях рис.7 явно просматривается тенденция к увеличению размеров кратеров с увеличением /', (рис.8). Следует отметить, что число кратеров увеличивается в более слабой зависимости при увеличении /', более, чем в 3 раза (с 40 до 130 А/см2). Размеры кратеров и площадь, занятая ими, увеличиваются в несколько раз, т.е. область, занятая кратерами, для данного материала в основном, растет за счет размеров кратеров.
образованием
Рис. 7.
облучения МИП: а А/ем", г - 100 А/см2
Фото поверхности мишени из №ЗРе ^ =15-25 А/смг, б - 40 А см:.
после в - 60
Исследовалось также кратерообразование на образцах химически чистой меди и отожженной меди, алюминия, титана с различным видом обработки, степенью шероховатости. Обнаружено, что микрократеры на разных материалах образуются преимущественно вдоль поверхностных дефектов обработки. Отжиг меди, в частности, приводил к интенсивному кратерообразованию на поверхности образцов. По всей видимости, это связано с формированием макродефектов в
поверхностном слое при отжиге, например, газовых пузырьков. При уменьшении шероховатости поверхности образцов из титана и меди до 0,1 мкм достигались условия, когда при тех же режимах облучения микрократеры не образовывались. Эти факты дают основание утверждать, что за образование микрократеров ответственна в основном не филаментация пучка, а реакция поверхностного слоя (расплава, пароплазменного облака над поверхностью) на воздействие МИП. поскольку число кратеров определяется степенью и видом механической обработки поверхности, и в слабой степени, но зависит, как было показано, от плотности тока. Плотность же тока МИП определяет образование расплава металла на поверхности, скорость уноса материала и, соответственно, размеры микрократеров. Необходимо отметить также еще одно обстоятельство, которое, на наш взгляд, играет решающую роль в формировании рельефа поверхности, - это то, что в поверхностном слое конструкционных материалов содержится значительное количество инородных включений, а также пузырьков газа, (необходимо отметить, что первое сообщение о влиянии микровключений на образование микрократеров было высказано в работе [26]). После воздействия МИП наблюдается плавление поверхностного слоя с быстрым расширением газового пузыря. Поскольку процесс по времени будет протекать со скоростью порядка скорости звука в расплавленном металле (-105 см/с), то расплавленный слой толщиной ~1 мкм поверхность расширяющегося пузыря пройдет за время ~1 не. Этот процесс происходит на фоне более медленного процесса нагрева и в дальнейшем на заднем фронте импульса, а также после окончания действия импульса на фоне остывания - со скоростями, большими ~107-109 К/с. Поэтому процесс расширения пузырька будет иметь характер микровзрыва в расплавленном слое.
На поверхности расплава при этом вначале формируется возмущение, которое распространяется радиально. Причем, как видно из фотографии, форма волны имеет крутой передний фронт и пологий задний, т.е. она нелинейна. Причем, это более выражено на металлах с высоким коэффициентом температуропроводности. Например, на образцах из алюминия наблюдается далее выброс металла в сторону распространения волны. Это, по всей видимости, происходит уже при остывании, когда вязкость нижних слоев возрастает, а верхние обгоняют их, разрываясь на капли. Процесс остывания фиксирует или вмораживает данное возмущение, имеющее форму кратера различной формы, рис.7.
Поскольку, как отмечалось выше, глубина поглощения энергии МИП определяется глубиной первичного поглощения энергии ионов и темпом теплоотвода, то в локальных областях, где теплоотвод затруднен газовыми полостями, микротрещинами, диэлектрическими и другими включениями, будет наблюдаться более интенсивное локальное оплавление. На рис. 76 видны области микрооплавления вокруг источников, образованных за счет выхода газа. Теплоотвод затруднен и с выступов. Они будут оплавляться и испаряться в первую очередь, приводя к эффекту полировки. Этот эффект хорошо выражен на некоторых металлах, в частности, на титане, и важен в практическом применении. Это также указывает на решающее влияние в образовании микрократеров предварительной механической обработки поверхности, а также разновидности металла. Таким образом, образование микрократеров и, соответственно, рельеф поверхности можно контролировать плотностью тока в импульсе и длительностью воздействия, либо не доводя до расплава, либо сокращая время его существования, а также подготовкой поверхности мишени.
П р ям о е упрочнение и зд ел и й с использованием мо щ н ы х и оин ы х
II у ч к о в
Упрочнение изделий (повышение срока службы) при воздействии МИП основано на структурных изменениях поверхностного слоя. Они характеризуются формированием
0 20 40 60 80 100 120 ^ А/см2
Рис.8. Зависимость размера кратеров г, и площади 8Ч,, зашпой ими, от плотности тока МИП - Б - общая площадь облучаемой мишени.
перекристаллизационного слоя глубиной -1-10 мкм. Перекристаллизация препятствует развитию существующих микротрещин, движению дислокаций, влияет на микротвердость. За счет растворенного и адсорбированного углерода и перемешивания компонент поверхностного слоя образуются карбиды [6, 31]. Образование заметной доли карбидов ведет к увеличению микротвердости. В зависимости от теплофизкческих свойств металла и параметров пучка наблюдается образование своеобразного микрорельефа. Для некоторых металлов (например, титана и ряда сплавов на его основе) наблюдается эффект полировки [21]. В совокупности эти процессы приводят к модификации поверхностного слоя, улучшению эксплуатационных свойств некоторых изделий: электроэрозионной стойкости, уменьшению коэффициента трения, износостойкости, коррозионной стойкости (при испытаниях на солевую коррозию) [32, 33, 34].
Одно из первых направлений по применению МИП [6, 21] было связано с упрочнением режущего инструмента. Исследования проводились на изделиях из инструментальной стали Р6М5 и твердых сплавов [34, 35]. Исследования поверхностного слоя инструментальной стали методом ВИМС показали увеличение содержания карбидов железа в поверхностном слое, изменение работы выхода. Изменение дефектной структуры наблюдалось вплоть до 40-50 мкм от поверхности, при этом микротвердость также увеличивалась на этих глубинах. Причем, это увеличение выражено гораздо больше, если предварительно до облучения наносилась пленка бора. В поверхностном слое образуется нанокристаллическая структура. Характер износа режущей кромки при точении также изменяется от выкрашивания и резких кромок к плавному профилю износа. Структурные и химические изменения поверхностного слоя приводят к увеличению стойкости сверел, метчиков в несколько раз. Это увеличение подтверждено для отдельных размеров инструмента рядом актов заводских испытаний.
Проведены исследования по упрочнению изделий' порошковой металлургии - твердосплавных режущих пластин на основе карбида вольфрама и карбида титана [36]. На рис.У для подтверждения этому приведены кривые времени резания сплава ВТ-3 в заводских условиях (ВС МГЮ, г.Верхняя Салда. испытания проведены Наумовым Е.М.) специальными пластинами из твердого сплава ВК-7. При обработке МИП с дополнительной термообработкой время резания (при износе по задней поверхности до 0,6 мм) более, чем в 3 раза (Vi) превышало исходное значение.
На основе исследований был разработан технологический процесс упрочнения твердосплавного инструмента, на базе ускорителя «ТЕМП», который впервые внедрен на НПП «Линэтрон», г. Нижний Новгород коллективом сотрудников под руководством Кутузова В.Л. (Куликов Ю.Ю.. Овсянников М.Ю. и др.). Основное назначение ускорителя - упрочнение чашечных и тангенциальных резцов из сплава TI4K8. которые используются для черновой обработки колесных вагонных пар.
Одно из важных применений МИП, развиваемых в последние годы совместно с МАИ и ВИАМ (В.А. Шулов. H.A. Ночевная), - это упрочнение лопаток компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) [21, 37. 38. 39]. Исследовались образцы из сплавов ВТ9, ВТ8М, ВТЗЗ, ВТ18У, ВТ25У. Облучение проводилось на ускорителе «ТЕМП»,у, = 20-180 А/см2 при ускоряющем напряжении до 300 кВ. При низких плотностях ионного тока /, < 60 А/см2 идет удаление углеводородов с поверхности, оплавление острых кромок, выступов. С увеличением плотности тока происходит изменение химического состава поверхностного слоя, топологии поверхности, структурные изменения. На глубинах до 10-40 мкм после облучения происходит образование дефектов, перекристаллизация
структуры. После диффузионного отжига происходит отжиг дефектов, образование пластической структуры, «идеализация» кристаллической решетки, проявляющаяся в резком уменьшении межплоскостного расстояния и полуширины рентгеновских линий. На поверхности образцов «залечиваются» макродефекты, снижается шероховатость. В то же время при повышенных плотностях тока /, > 60 А/см2 МИП происходит образование
микрократеров. Оно связано с дефектами в поверхностном слое. Их размер и плотность снижаются при тонкой механической полировке образцов. Общая шероховатость Рис.9. Зависимость величины износа твердосплавных пластинок Снижается С увеличением ПЛОТНОСТИ ТОКа И ВК-7 по чадней кромке hs от времени резания по сплаву ВТ-3; 1 - ЧИСЛЯ ИМПУЛЬСОВ.
исходная пластина, 2 - пластина, упрочненная только воздействием По результатам работ разработан
МИП. 3 - обработка МИП с дополнительной термообработкой. ОПЫТИО-прОМЫШЛеннЫЙ ТеХНОЛОГИЧеСКИЙ
процесс обработки лопаток ГТД из сплавов ВТ9 и ВТ8М (В.А. Шулов и др.) [40] Способ защищен патентом России |41].
П у ч к о в о - э р о j и о н н а я о б р а б о т к а и з д е л и й
При воздействии МИП на мишени изменяются энергетические характеристики поверхности, удаляются легкоплавкие примеси, углеводородные загрязнения, при повышении плотности тока идет интенсивное удаление поверхностного слоя [6, 42]. За один импульс тока могут быть удалены слои толщиной -0,1-1 мкм. Эффективность такой обработки высока. Пзчково-эрозионную обработку можно использовать для очистки поверхности изделий перед нанесением покрытий различного назначения. Полные энергозатраты составляют 0,1-1 кВт ч/м2 при использовании ускорителя «ТЕМП» (см. ниже). Адгезия износостойкого покрытия, в частности, нитрида титана возрастает после предварительной обработки изделий МОТ [20. 43]. Пучково-эрозионная обработка была использована для очистки лопаток ГТД, отработавших регламентный режим на двигателе [21, 44, 45]. В процессе работы лопаток на их поверхности образуется нагар, происходит формирование оксидов титана (ВТ18У и ВТ9), железа и хрома (ЭП8661П, ЭП718ИД). Облучение МИЛ с ;,-> 100 А/см2 приводит не только к удалению окисленных слоев и нагара, но и к изменению физико-химического состояния. Служебные характеристики лопаток из сплавов ВТ9, ВТ18У удается повысить, по крайней мере, до уровня исходных серийных лопаток.
Таким образом, показана возможность эффективного использования МИП для очистки поверхности изделий как в качестве промежуточной технологической обработки поверхности деталей перед нанесением покрытий (это может быть использовано в одном технологическом цикле), так и в качестве ремонтной операции по финишной очистке лопаток от нагара, оксидов.
К о р о т к о и мп у л ь с на я имплантация в металлы и полупроводники
Исследования по короткоимпульсной имплантации углерода в металлы проводились на ускорителе "МУК-М" и ионном ускорителе на базе генератора ЭСГ-2.5 (НИИ ЯФ), который переводился в режим сопоставимых параметров по пучку [46]. Сравнительный анализ дефектной структуры приповерхностного слоя образцов стали. Непрерывная имплантация способствует формированию .многослойной дислокационной структуры, трансформирующейся по мере нарастания плотности дислокаций от хаоса к сеткам. После однократного воздействия МИП в приповерхностном слое толщиной 0,2-0,3 micm формируется слоистая дислокационная структура. Степень дефектности структуры стали при обработке МИП за один импульс выше по сравнению со случаем непрерывной имплантации, даже когда доза внедренных атомов во втором случае составляет 2-Ю16 см"2. Увеличение числа импульсов обработки МИП до /\;=2000 (полная доза 2-1016 см"2) приводит практически к полному возврату дислокационной структуры приповерхностного слоя к исходному состоянию до облучения.
Для определения возможности применения мощных ионных пучков для радиационного легирования полупроводников GaAs, Hgi.xCd<Tc, Si и был выполнен ряд работ [47, 48, 49]. Облучение полупроводниковых структур проводилось на ускорителе «МУК-М» потоками ионов Сп+ и А1Г1+ при следующих условиях: ток пучка - 5 А/см2, длительность импульса - 10"7 с, энергия ускоренных ионов -100-350 кэВ. доза ионов в импульсе - 2.1012 ион/см2. Профиль концентрации имплантируемых атомов алюминия и углерода в облученных полупроводниковых структурах, определенный методом ВИМС и методом мгновенной гамма-спектрометрии по ядерной реакции 27Al(p,y)28Si [48], в основном, определяется прямой имплантацией ионов.
Облучение кристаллов КРТ мощными ионными пучками А1 позволяет формировать и п-р-структуры глубиной 0.5-1 мкм при дозах облучения Г10|--Г1013см"2, фактически после воздействия одним импульсом МИП [49].
В настоящее время технологические требования к ионной имплантации возрастают, и уже существуют, например, задачи получения приповерхностных узколегированных бором областей кремния толщиной менее 100 А с концентрацией на уровне Ю18-Ю20 атом/см3 и высокими градиентами концентраций имплантируемого элемента на границах этой области. Традиционная ионная имплантация с использованием ионных источников непрерывного действия в данном случае не позволяет достичь требуемых параметров узколегир о ванной области из-за термодиффузионного расширения концентрационного профиля. Было проведено исследование возможности создания узколегированной бором приповерхностной области кремния (толщиной менее 100 А) имплантацией методом ядер отдачи при облучении кремния с тонкой (-200 А) пленкой бора мощным ионным пучком (Опекунов М.С. и др.).
При этом преимущества сильноточных ионных ускорителей: высокая скорость набора дозы, возможность проведения отжига дефектов при имплантации - сохраняются и в этом случае.
Осаждение тонких пленок из абляционной плазмы, генерируемой
мощным и о II н ы м п у ч к о м
Метод осаждения импульсным мощным ионным пучком аналогичен более известному импульсному лазерному осаждению, но ему характерен более высокий общий энерговклад в мишень, приводящий к ускоренным скоростям осаждения и большим площадям покрытия.
Воздействие мощного ионного пучка наносекундной длительности с плотностью мощности Р > 10 - 10* Вт/см2 на твердотельную мишень сопровождается образованием высокоплотной абляционной плазмы (концентрация плазмы 1О19-1020 см"3, температура плазмы 0.2-2 эВ. скорость разлета ~ 10° см/с) [50, 51], которая может быть использована для высокоскоростного осаждения тонких пленок. Пороговая плотность мощности Рпор, при которой происходит взрыв поверхностного слоя на глубину пробега ионов, определяется теплофизическими характеристиками мишени, скоростью поглощения энергии. Использование абляционной плазмы для осаждения тонких пленок имеет ряд особенностей: высокая скорость осаждения пленки ~ 0,1 - 1 см/с; конгруэнтное осаждение многокомпонентных пленок; узкая угловая направленность движения плазмы; возможность получения пленок на большой площади > 20 - 100 см2, однородных по толщине. Эти особенности уже использованы при получении высококачественных пленок 2пЗ:Мп для электролюминесцентных устройств [52], керамических пленок [53, 54, 55] (ВМ, БЮ, УВа2Сиз07.х, 2Ю2), нанокристаллических пленок металлов [56. 57] (\¥, И, Мо, №. Аи, А1. Си, Ха), алмазоподобных углеродных пленок [58, 59, 60].
На рис. 10 представлена геометрическая схема расположения мишени, подложки и ионного пучка, представлен фотоснимок процесса осаждения тонких пленок. Пленка может осавдаться в резу льтате однократного или многократного воздействия на мишень.
Для определения углового разлета абляционной плазмы в пространстве дрейфа была проведена серия экспериментов с использованием энерго-дисперсионный рентгено-флуоресцентного анализа [61, 62|. В качестве материала мишеней использовались высокочистые вольфрам, золото, ниобий, сульфид цинка, каждый с чистотой выше 99,99%, и свинец квалификации 99%. Общими чертами угловых распределений частиц при распылении мощным ионным пучком является преимущественный вылет частиц по нормали к поверхности мишени и независимость угловых распределений от утла падения ионов на мишень. Распыляемый поток частиц характеризуется узконаправленным пиковым распределением, описываемым функцией ехр (-п I б|) с 3<п<4,3 (угол 0 относительно нормали к мишени). В отличие от изотропного распыления все эти случаи характеризуются преимущественным вылетом частиц в направлении нормали к поверхности мишени. Угловое распределение (рис.11) существенно отличается от косинусоидального. характерного для обычного распыления за счет упругих столкновений или для обычного термического испарения [63,
Проведенные структурно-фазовые исследования с использованием дифракционной электронной микроскопии на просвет показывают, что МИП может быть использован для осаждения пленок тугоплавких металлов (\¥, Та, Мо, №>) с нанокристаллической структурой [56]. Размеры кристаллитов в пленках в зависимости от напыляемого металла и числа импульсов напыления колеблются в диапазоне от единиц до десятков нанометров. Например, пленка, вольфрама представляет собой квазиаморфный материал с размером областей кристалличности 1,5...2 нм. По мере перехода к более легкоплавким материалам степень аморфности пленок снижается и
64].
Рис. 10. Геометрическая схема и фо I оснимок процесса осаждения тонких пленок.
увеличиваются размеры кристаллитов. Для меди и алюминия осажденные пленки представляют собой поликристаллический агрегат с размером кристаллитов уже ~ 100 нм.
Удельные плотности тонких
металлических пленок (медь, ниобий, молибден, тантал и вольфрам), получаемых осаждением мощным ионным пучком, были измерены, используя комбинацию методов рештено-флуоресдентного анализа (РФА) и интерферометрии (Рыжков В.А.). Сверхвысокая скорость осаждения с помощью МИЛ позволяет получать пленки с удельными плотностями близкими к плотностям объемных материалов. ~ 95-Рис 4. Угловое распределение потока абляционной плазмы, 100% ДЛЯ МетаЛЛИЧеСКИХ ПЛвНОК [65]. генерируемой мощным ионным пучком на различных мишенях: Сверхвысокая Импульсная СКОрОСТЬ Nb ехр (-3.il ü|), Pb - ехр(~3,4| 01), ZnS ~ exp(-3.ü| б |), Au ~ ОСЭЖДеНИЯ ПрИВОДИТ К уменьшению ехр( -4.3! 61) содержания газообразующих примесей в
пленке, далее если осаждение выполняется если осаждение выполняется в относительно невысоких вакуумных условиях с парциальными давлениями С, N и О ~5-10"5 мм рт.ст. Эксперименты, проведенные с использованием методик активационного анализа (РыжковВ.А.) на заряженных частицах и Оже-электронной спектроскопии показали отсутствие обнаруживаемых газообразных, примесей (С, < 0,1 ат. %) в золотой пленке, осажденной на «Темпе-2» при распылении мишени высокой чистоты (выше 99,99%) [62, 66].
Алмазоподобный углерод осаждался с использованием ускорителя «Темп-2» на подложки из Si, MgO и стекла [59. 60]. За один импульс осаждалась пленка с толщиной приблизительно 5 нм. Анализ углеродных пленок с использованием дифракционной электронной микроскопии показал, что пленки, осажденные на аморфные стеклянные подложки при комнатной температуре, состоят в основном из аморфного углерода (до 98%) с незначительной долей кристаллического графита. Осаждение углерода на кристаллические подложки благоприятствует образованию нанокристаллического алмаза в пленке. .Алмазные кристаллы имеют размеры 25 - 125 нм с объемной долей в пленке до 10%. Плотность углеродных пленок, измеренная с использованием дейтронного активационного анализа составляла 2.5-2.9 гсм3.
3 а к л ю ч е н м е
В настоящем обзоре представлены результаты исследований, информация о существующем практическом использовании мощных ионных пучков наносекундной длительности. Положительные результаты в следующих направлениях: модификация поверхностного слоя изделий из металлических материалов; очистка, активация поверхности перед осаждением покрытий различного назначения: сверхбыстрое осаждение тонких пленок; короткоимпульсная имплантация - позволяют сделать прогноз о серьезных перспективах практического использования источников мощных ионных пучков. Технологические процессы на их основе характеризуются низкими удельными энергозатратами, высокой производительностью, экологической чистотой. Это как раз те требования, которые закладываются в разработку новых технологий. Вместе с этим, требуется развитие исследований в данном направлении. Представляется важным формирование научно обоснованной картины взаимодействия импульсных концентрированных потоков энергий с поверхностным слоем металлических материалов, изучения существенно нелинейных процессов, протекающих в зоне взаимодействия, которая включает на последовательных этапах все состояния конденсированной среды: твердое тело, жидкость, газ, плазму, находящихся в условиях высокой радиационной нагрузки.
В заключение автор выражает благодарность всем соавторам цитируемых работ, используемых для написания данного обзора.
ЛИТЕРАТУРА
1. Davis H.A.. Remnev G.E.. Stinnett R.W., Yatsui К . // MRS Bulletin. 1996. XXI. N8. p.58-62.
2. Б u с t p и ц к и й В . М . , Д и д е н к о А. Н . ■ ■ Мощные ионные пучки. - М.: Энергоатомиздат, - 1984. -152 с.
3. Миллер Р . // Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц. - М.: Мир. - 1984. - 432 с.
4. Neri J.M.. Hammer D.A., Ginel С.., Sudan R . N . // Appl.Phys, Lett. -1980. - 37(1). - P.101-103.
5. Диденко A.H., Кузнецов Б. И., Ремнев Г.Е. и д р .//Всесоюзная Конференция по применению электронно-ионной технологии в народном хозяйстве: Тезисы докладов. -Тбилиси. - 1981. - С.110-111.
в, град
6. Погребняк А . Д ., Ремнев Г . Е . , Чистяков С . А .. Лигачев А. Е . // Известия Вузов. Физика. -19X7. - В. 1. - С.52-65,
7. Remnev G.E.. Shulov V . А . /7 Laser and Particle Beams. - 1993 - V.l 1 - №4. - P. 707-731.
8. P e m h e в Г . £ .. Иванов Ю . Ф . , Опекунов M . С .. Пузыревич А . Г . //Дефектообразование в стали при однократном и периодическом воздействии мощных импульсных ионных пучков / Письма в ЖТФ. том 21. вып.24. 1995г.. с.60 -65.
9. Опекунов M . С . . Р е м н е в Г . Е . /7 IV Всероссийской конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц: Тезисы докладов. - Томск. - 1996. - С.43-46.
10. Is a ko V I.F., Kolodii V.N., Opekounov M.S., Matvienko V.M., Pechenkin S.A., Remnev G . E . a n d U s o v Y u . P . . // Sources of High Power Ion Beams for Technological Applications./ Vacuum, 1991, v.42, N1/2, p.l59-162.
11. Логачев E . И . . P e м н e в Г . E ., Усов Ю . П . .7 Ускорение ионов из взрыв оэмиссионной плазмы. / Письма в ЖТФ. 1980. т.6. в.22. с.1404-1406.
12. Исаков И.Ф.. Логачев Е.И., Лопатин В. С.и др.// Генерация пучков тяжелых ионов в магнигноизолированном диоде из взрывоэмиссионной плазмы / В сб. : Тезисы докладов V Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике. Изд. ЙСЭ СО АН СССР, Томск, 1984, ч.2. с. 156-158.
13. Логачев Е . И .. Лопатин B.C., Печен кин С . А . , РемневГ.Е.// Исследование расходимости пучка и однородности эмиссии тяжелых ионов при прямом ускорении / ЖТФ, 1984, т.54, в. 10, с.2027-2029.
14. Исаков И.Ф.. Логачев Е.И., Опекунов М.С., Печенкин С.А., Ремнев Г.Е., Усов Ю . П . /'/ Мощный наносекундный генератор серии импульсов / 11ТЭ, N3, 1987, с. 101-103.
15. Ремнев Г.Е., Исаков И.Ф., Опекунов М.С., Матвиенко В. M. // Источники мощных ионных пучков для практического применения. / Известия ВУЗов, ФИЗИКА. №4,1998, стр.92-111.
16. Бойко В.И., Евстигнеев В . В .//Введение в физику взаимодействия сильноточных пучков заряженных частиц с веществом. М.: Энергоатомиздат, 1988, 136 с.
17. Я л о в е ц А.П. 7 Динамические и электрофизические явления при взаимодействии интенсивных потоков заряженных частш с веществом. Диссертация д.ф.-м.н.. Томск. 1994.
18. Б л е й X e р Г . А . . К р и в о 5 о к о в В . П .. Пащенко О . Б . /V Диссипация энергии мощных импульсных пучкон заряженных частиц в твердом теле. Тепловые процессы. Извесшя ВУЗов. Физика, 1997, №2, с.67-89
19. Б \ р е н к о в А . Ф . , Комаров Ф . Ф .. К у м а х о в M . А. . Темкин M . M . / / Пространственные распределения энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений в твердых телах. / - М. : Энергоатомиздат, 1985. -285с.
20. Ремнев Г.Е., Погребняк А. Д. //Применение мощных ионных пучков для технологических целей. / Новости науки и техники. Серия: Новые материалы, технология их производства и обработки. -Москва, ВИНИТИ, 1990, В.2. -30с.
21. Remnev G.E.. Shulov V. А. '7 Application of High Power Ion Beams for Technology./Laser and Particle Beams. 1993. v.ll. N4,p.707-731.
22. Д и д e н к о А . И . , Лигачев А . Е . , Куракин И . В . // Воздействие пучков заряженных частиц на поверхности металлов и сплавов. - М.: Энергоатомиздат. - 1987. - 187с.
23. Yutsui К. " Laser and Particle Beams. - 1989, - Vol.7. - Part 4. - P .733-741.
24. Stinnett R.W., Mclntyre D.C., Buchkeit, e t. a 1 . //Proc. BEAMS'94. - 1994. - P.215-221.
25. Davis O.P., Rcj D.J., Ruiz C.L., e t. a I. /7 Proc. BEAMS'94/ - 1994. - P.226-231.
26. Б а к ш t Р.Б., Месяц Г.А., Проскуровекий Д.И, и др.// Воздействие мощного кратковременного электронного потока на металл. / Разработка и применение источников интенсивных электронных пучков. Под ред. Г.А.Месяца, Новосибирск, Наука, 1976, с.141-153.
27. А н и с и м о в С . И., й м а с П . А ., Романов Г . С . и др.// Действие излучения большой мощности на металлы. -М.: Наука. 1970. -272с.
28. Батанов В . А . . Бункин Ф . В . , Прохоров A.M., Федоров В.Б.// Испарение металлических мишеней мощным оптическим излучением. / ЖТФ, 1972, т.63, в.2(8), с.586-608.
29. Д е в я т к о Ю . H . . Калин Б . А . , Месяц Г . А . и др. Образование упорядоченных структур на поверхности металла, облученного плазменными сгустками. / ДАН СССР, 1989, 309, №6, с. 1371 -1373.
30. Калин Б . А . . Я к у ш к и н В . Л ., Польский В. И. // Модификация металлических материалов при обработке потоками высокотемпературной импульсной плазмы. /' Известия ВУЗов. Физика, 1994, №5, с. 109-126.
31. Р о g г e Ь n j а к A.D., Remnev G . E . , К u г а к i n I. В . , L i g а с h e v A . E . // Structural, Physical and Chemical Changes Induced in Metals and Alloys Exposed to High Power Ion Beams. / Nucl. Instrum. And Meth., 1989, B.36, V.3, p.286-305.
32. Remnev G . E .. Shulov V . A . // Practical applications of high power ion beams. / Proc. 9-tb Int. Conf. High Power Particle Beams, BEAMS'92. USA, Washington, 1992, p.365-372.
33. Ремнев Г.Е.. Погребняк А. Д., Исаков И.Ф. и др. //Повышение эксплуатационных характеристик сплавов под действием мощных ионных пучков. / Физика и химия обработки материалов. 1987, ».6, с.4-11.
34. К u t u s о v V.L.. О v s j а n i к о v M . Y u ., Pogrebnjak A.D., Remnev G . E . // Mechanical and Fnctional Properties of Tool Steel Exposed to HPIB Irradiation/Phys. Stat. Sol. (a), 1989, p.361-364.
35. Кутузов В . Л .. Овсянников M . Ю . . Ремнев Г . Е . и др. /7 Механические и фрикционные свойства инструментальных сталей, подвергнутых воздействию мощных ионных пучков. / Тезисы докладов I Всесоюзной конференции»Модификация свойств конструкционных сталей пучками заряженных частиц, Томск, ч.Ш, с. 167-169.
36. PI сак ов И.Ф.. Кутузов В. Л., Ремнев Г.Е. и др. /Л'прочнение твердосплавных режущих пластин при воздействии мощных ионных пучков./ Тезисы докладов III Всесоюзной конференции»Модификация свойств конструкционных сталей пучками заряженных частиц, Томск, 1994, ч.1, с.87-88.
37. Ремнев Г.Е., Погребняк А.Д., Шулов В.А. и др. //Физика-химия процессов, протекающих в поверхностных слоях сплава ВТ18У при воздействии мощного ионного пучка. / Поверхность, 1990, №12, с.214-222.
38. Шулов В.А., Ремнев Г.Е., Ночевная H.A., Кощееев В.А., Полякова И. Г., Исаков И.Ф. ' Физико-химические процессы, протекающие в поверхностных слоях титановых сплавов при ионно-лучевой обработке с использованем мощных импульсных пучков, /Поверхность, 1993, №5, е.127-140.
39. Шулов В. А.. Ночевная H.A.. Р « м н с к Г.Е. и др . ' Обработка титанового сплава BT8M мощными ионными пучками наносекундной длительности. / Ж.Физика и химия обработки материалов, 1997, №4, с.5-12.
40. Ш улов В. А.. Ремне» Г.Е.. Ночевная Н.А. и д р .//Иовно-лучевая технология ремонта лопаток компрессора ГТД с использованием мощных ионных пучков наносекундной длительности./ Авиационная промышленность, 1993, №2, с. 14-22.
41. Исаков И.Ф., Ремнев Г.Е., Стрыгин А.Е., Шулов В . А. /7 Патент СССР №1792569. Способ ионно-лучевой обработки сплавов./ Приоритет: 18.01.91.
42. Chistjakov S.A., Pogrebnjak A.D.. Remnev G.E. //Dynamical Processes and Changes ill Metal Structure Induced by High Power Ion Beam. / Nuci. lustrum. And Meth., 1989, B.42, p.342-345.
43 Исаков И.Ф.. Калмыков Ф.Г., Нестеренко B.M., Ремнев Т.Е.// А.С. №1468017. Способ нанесения покрытий на изделия из металлов. ''Приоритет от 14.08.86.
44 Шулов В . А ., Н о ч е в н а я Н . А .. Ремнев Г.Е. и др.// Применение обработки мощными ионными пучками,аля ремонта и очистки изделий. /' Письма в ЖГФ, 1991, т. 17, в. 17. с.38-42.
45. Зубарев Г.И., Исаков И.Ф., Ночевная Н.А.. Ремнев Г.Е.// Патент РФ №2009269. Способ восстановления эксплуатационных свойств деталей машин./ Приоритет: 10.02.92, БИ, 1994, №5.
46. Ремнев Г . Е ., Иванов Ю . Ф . , Опекунов М . С .. П у з ы р е в и ч А. Г. II Дефектообразование в стали при однократном и периодическом воздействии мощных импульсных ионных пучков / Письма в ЖТФ, том 21, вып.24, 1995г.. с.60 -65.
47. Бобровникова И. А., Брудный В.Н., В и лисов а М.Д., Ивонин И.В., Опекунов М . С . . П о р о х о в н и ч е н к о J1. П ., Черников Е . В . // Влияние мощных импульсных ионных пучков (Cn+, Aim ) на свойства энитаксиальных слоев ареенида галлия / Тезисы докладов IV Всероссийской конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Томск, 1996, с.228-229.
48. В. П. Г р и г о р ь с в , Т. В.Коваль, М . С . О п е к у н о в . В.А.Рыжков и д р .// Исследование профилей распределения А1 в КРТ при короткоимпульсной имплантации / Т езисы докладов IV Всероссийской конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Изд. АудитИнформ, Томск, 1996,
с. 155-157.
49. Войцеховский А.В., Ремнев Т.Е.. Опекунов М.С., Коротаев А. Г., Коханенко
А . П . , Рыжков В . А., Г р у ш и н И . И . , Т а р б о к о г, В. А. // Имплантация в КРТ импульсными пучками ионов высокой мощности. / Тезисы докладов IV Всероссийской конференции по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц. Томск, 1996, с.223-225.
50. Баранов С. В., Грибанов К. Г., Пак B.C., Ремнев Г . Е . //Физика плазмы, 1989, т. 15, в. 8, с. 1016.
51. Z а к о u t а е v А . N ., Remnev G . Е ., I v а п о v Y u . F . , А г t е у е v M.S., Mat vienko V . M ., and P ot у о ill к i n A . V . II «High-rate deposition of thin films by high-intensity pulsed ion beam evaporation». I В сб. "Film Synthesis and Growth Using Energetic Beam'', edited by H.A. At water, J.T. Dickinson, D.H. Lowndes, and A. Poimaii (Mater. Res. Soc. Proe. 388, Pittsburgh, PA, 1995) p. 388.
52 Shimotori У . . У о к о у a m a M .. Isobe H ., H a r a d a S . , M a s и g a t а К . , Y a t s и i К . //J. Appl. Phys.. 1988. V. 63. N 3. p. 968~
53. M a s и g a t a K., Sonegawa Т., О h a s h i M. et al Beams '90: Proceedings of the 8th International Conference on High Power Particle Beams, edited bv B.N. Breizman and B.A. Kynazev (World Scientific, Teanack, N1, 1991), Vol. 2. p. 1243,
54. 1 s а к о v I . F . . Remnev G , E ., Z а к о и t a e v A . N . . ' Beams '92: Proceedings of the 9°' International Conference on High-Power Particle Beams, edited by D. Mosher and G. Cooperstein (NTIS, Springfield, VA, 1992), p. 1966.
55. Ремнев Г . E . , X а с а н о в О . Л .. Иванов Ю . Ф . , Матвиенко В . М ., 3 а к у т а е в А . Н . , Струц В. К., Б и к баев а З.Г. /7 Тезисы докладов Международной конференции «Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах» / Томск, Изд. ТПУ, 1998, с. 99.
56. Ремнев Г . Е . . Закутаев А. В . . Иванов Ю.Ф., Матвиенко В.М., Потемкин А. В. II Письма в ЖТФ. 1996, т. 22. в. 8, с, 68.
57 Meli С.A.. Grabowski K.S., Himshelwood D.D., Slephanakis S.J., Rej D.J., and W a g a n a a r W.J. //J. Vac. Sci. Techno!., 1995. A13, p. 1182.
58. Johnston G.P., Tiwari P., Rej D.J., Davis H.A. et a 1 //J. Appl. Phys., 1994, Vol. 76, p. 5949.
59. Rej D . J . . Remnev G.E., Davis H.A., Isakov 1 . F .//Proceedings of 3rd International Conference on the Applications of Diamond Films and Related Materials, edited by A. Feldman, Y. Tzeng, W. Yarbrough, M. Yoshikawa, M, Murakawa (National Inst, of Standards and Tech., Gaithersburg MD, 1995) p. 723.
60. Remnev G.E., R ej D.J., Zakoutaev A.N., Davis H.A., Ivanov Yu.F., Johnston
G . P ., M a t v i e n k о V . M ., Olson J . С , . P о t у о m k i n A . V . II Труды IV Всероссийской конференции no модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Томск, Изд-во «Аудит Информ», 1996. с. 531.
61. Zakoutayev А . N . . Remnev G.E., Isakov l.F. 1 «High-rate deposition of thin films by high-power ion beam target evaporation». / Beams '94: Proceedings of the 10th International Conference on High-Power Particle Beams, edited by R. While and W. Rix (NTIS, VA, 1995), pp. 840 - N43.
62. Remnev G . E . . Z a k о u t а у e v A . N . . Crush in I.I.. M a t v i e n k о V . M . , Potyomkiu A . V . . R у z h k о V V . A . . I v a nov Yu.F., С h e r n i k о v E . V . / / «The deposition of thin metal films at the high-intensity pulsed-ion-beam influence on the metals». . Beams '96: Proceedings of 11"' International Conference on High Power Particle Beams. Prague, 1996, Vol. II, pp. 873 - 877.
63. Плешивцев H . В . // Катодное распыление. M.: Атомиздат. 1968, 348 с.
64. Бериш Р, ' Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. 1. / М.. Мир, 1984. 336 с.
65. Remnev G.E., Isakov I.F., Opekunov M.S.. VI at vienko V.M., Ryzhkov V.A., Struts V . К . , Grushin I. I. , Zakoutaev A . N . , Potyomkin A . V . , Tarbokov V . A ., and P u s h k a г у о V A . N . . '/ Submitted to (USA, 1998).
66. Rej D.J.'. Davis H.A., Olson J.C.. Remnev G.E., Zakoutaev A.N., Ryzhkov V.A., Struts V.К . . Isakov I.F . , Shulov V.A., N о с h e v n а у a N. A . , Stinnett R . W ,, N e a u E.L., Yatsui K., Jiang W . // J. Vac. Sci. Techno!., 1997. A15 (3), p. 1089.
