CC BY
0я A sE 22-24 октябРя 2024 г-
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Образование кристаллических структур (Mo/W) при воздействии микроволнового излучения на порошки
Гаянова Т.Э.1, Резаева А.Д.1, Козак А.К.1, Соколов А.С.1, Образцова Е.А.1,2
1- Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва 2- «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Долгопрудный
Е-mail: tatyanagayanova97@gmail.com
DOI: 10.24412/cl-35673-2024-1-149-151
Кристаллические структуры тугоплавких металлов (молибден, вольфрам) являются одними из перспективных материалов, которые рассматриваются в качестве материалов компонентов экспериментальных установок термоядерного синтеза [1, 2]. Исследование этих структур является важной задачей. Известно, что в настоящее время предполагается использовать кристаллический вольфрам в качестве материала дивертора ИТЭРа [3], а молибден уже используется и исследуется на токамаке EAST для стенки тороидальной камеры [2]. Исследование кристаллических структур таких тугоплавких металлов как молибден и вольфрам является актуальной задачей. Целью данной работы является синтезирование кристаллических структур Mo и W при воздействии импульсного микроволнового излучения, инициированного гиротроном в смесях порошков двух металлов Ni, Mo/W, AI2O3.
Эксперимент проводился на плазмохимическом стенде с мощным импульсным гиротроном. Описание стенда представлено в работе [4]. Мощность и длительность СВЧ-импульса гиротрона составляла 400 кВт и 8 мс. В эксперименте производилось по пять импульсов на образец, в каждом из которых наблюдался СВЧ-разряд и развитие плазмохимических процессов (рис. 1). На рис. 1 представлены результаты свечения в реакторе во всех пяти импульсах, наблюдаемых через боковой патрубок над порошком. Диапазон длин волн в наблюдаемых спектрах 300-800 нм. Процессы синтеза происходят над порошком в смеси плазмы, газа и частиц. Температура газово-плазменной смеси от 4500 до 5200 К по результатам экспериментов с молибденом [5].
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ ИПЛАЗМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Рис. 1. Свечение в реакторе в течение 5 импульсов гиротрона (интервал между импульсами около 1 с).
Рис. 2. РЭМ изображение образца смеси AI2O3 c Ni/Mo после синтеза.
Пример частиц смеси Al2O3 c Ni/Mo, полученных после плазмохимического синтеза показан на рис. 2. Синтезированный образец представляет собой сферические частицы микронного размера оксида алюминия с наноструктурированным покрытием из частиц никеля и молибдена. Рентгенофазовый анализ также показал наличие кубических структур металлов (рис. 3) в образцах после синтеза.
Таким образом, было показано, что в результате воздействия микроволнового излучения на порошки смесей двойных металлов Ni и (W/Mo) металлы кристаллизуются в кубическую форму. Данный результат является важным основанием для дальнейших исследований с тугоплавкими металлами (Mo/W).
22-24 октября 2024 г.
I
I
| 25-20 raw
| POF 42-1120 Mo Molybdenum
| PDF 10-0173 AI2 03 Corundum, syn
I PDF 04-0850 Ni Nickel syn
| PDF 46-1215 AC 03 Aluminum Oxide
I
I I
2Theta (Couptad TwoTheWTheta) WL=1,M000
Рис. 3. Дифрактограмма образца AI2O3 c Ni/Mo.
Авторы выражают благодарность д.ф.-м.н. Скворцовой Н.Н. за постановку научной задачи, помощь в измерениях и обсуждение результатов.
1. Pitts R.A., Carpentier S., Escourbiac F., et al., J. Nucl. Mater. 2013, 438, 48-56.
2. Jiangang Li, Guangnan Luo, Rui Ding, et al., Royal Swedish Academy of Sciences Physica ScriptaPhys. Scr. 2014, 159, 014001 (7pp).
3. www.iter.org
4. Соколов А.С., Ахмадуллина Н.С., Борзосеков В. Д. и др., Известия вузов. Радиофизика, 2022, LXV(11), 927-942.
5. Скворцова Н.Н., Степахин В.Д., Малахов Д.В., Известия вузов. Радиофизика. 2015, LVIII (9), 779-788.
