CC BY
23
УДК 621.785 :669.1.08.29
Структура и свойства покрытия Ag-Ni-N на меди, сформированного комбинированным методом, сочетающим электровзрывное напыление, облучение импульсным электронным пучком и последующее азотирование
1 2 2 2 Ю.Ф. Иванов , В.В. Почетуха , Д.А. Романов , В.Е. Громов
1 Институт сильноточной электроники СО РАН, Томск, 634055, Россия 2 Сибирский государственный индустриальный университет, Новокузнецк, 654007, Россия
Комбинированные технологии, сочетающие различные методы воздействия на структуру и свойства материала, в настоящее время являются одним из интенсивно развивающихся направлений модификации металлов и сплавов. В работе выполнено исследование структуры и свойств покрытия состава Ag-Ni-N, сформированного на меди комбинированным методом, сочетающим электровзрывное напыление, облучение импульсным электронным пучком и последующее азотирование в плазме газового разряда низкого давления. Показано, что износостойкость покрытия толщиной до 80 мкм превышает износостойкость меди на 13 %, коэффициент трения покрытия на 3.5 % ниже коэффициента трения меди, твердость покрытия превышает твердость меди на 13 %. Установлено, что основным элементом покрытия является серебро, в значительно меньшем количестве присутствуют никель и медь. Между покрытием и подложкой выявлен переходный слой толщиной до 8 мкм, обогащенный атомами никеля. Показано, что покрытие сформировано твердыми растворами на основе меди, никеля и серебра, а также содержит нитриды никеля серебра и меди. Выявлено, что фазовый состав покрытия существенным образом зависит от плотности энергии пучка электронов (при постоянных значениях длительности и количества импульсов воздействия пучка). Установлено, что размеры кристаллитов, формирующих покрытие, изменяются в пределах от 50 нм до единиц микрометров.
Ключевые слова: электровзрывные покрытия, импульсный электронный пучок, азотирование в плазме газового разряда, структура, свойства
DOI 10.24412/1683-805X-2021-2-13-22
Structure and properties of the Ag-Ni-N coating formed on copper by electroexplosive spraying combined with pulsed electron beam
irradiation and nitriding
Yu.F. Ivanov1, V.V. Pochetukha2, D.A. Romanov2, and V.E. Gromov2
1 Institute of High Current Electronics SB RAS, Tomsk, 634055, Russia 2 Siberian State Industrial University, Novokuznetsk, 654007, Russia
Combination of various methods of changing the structure and properties of a material is currently one of the rapidly developing ways of modification of metals and alloys. In the present paper, we study the structure and properties of the Ag-Ni-N coating formed on copper by electroexplosive spraying combined with pulsed electron beam irradiation and nitriding in low-pressure gas discharge plasma. It is shown that the 80-^m-thick coating has a 13 % greater wear resistance, 3.5 % lower friction coefficient, and 13 % higher hardness as compared to copper. The main element of the coating is silver; nickel and copper are present in much smaller amounts. An 8-^m-thick transition layer, enriched with nickel atoms, is found between the coating and the substrate. Being composed of solid solutions based on copper, nickel, and silver, the coating also contains nickel, silver and copper nitrides. It is established that the phase composition of the coating substantially depends on the energy density of the electron beam (at the constant duration and number of beam pulses). It is found that the coating is characterized by the crystallite size varying from 50 nm to several micrometers.
Keywords: electroexplosive coatings, pulsed electron beam, nitriding in gas discharge plasma, structure, properties
© Иванов Ю.Ф., Почетуха В.В., Романов Д.А., Громов В.Е., 2021
1. Введение
Настоящая статья является развитием активно проводимых авторами фундаментальных и прикладных исследований электрических контактов выключателей электрических сетей [1-3].
Основной технологией промышленного производства контактов переключателей мощных электрических сетей является метод порошковой металлургии. Такие электрические контакты обладают однородной и воспроизводимой структурой во всем объеме изделий. Однако данная технология не может обеспечить низкую пористость готовых изделий, что снижает электропроводность контактов. С целью улучшения электропроводности изделий, получаемых методом порошковой металлургии, в их состав вводят дорогостоящие химические элементы. Основным материалом, обеспечивающим высокую электропроводность электрических контактов при минимальной цене, в настоящее время является серебро.
Другим методом получения объемных материалов дугостойких электрических контактов является метод электронно-лучевого испарения и последующей вакуумной конденсации [4-6]. Электрические контакты, полученные этим методом, неоднородны по структуре. Например, для системы '-Си эта неоднородность проявляется в периодическом чередовании слоев вольфрама и меди переменной толщины [7]. Получение же покрытий, обеспечивающих высокую дугостойкость электрических контактов, в промышленном масштабе в настоящее время до сих пор не реализовано. Это связано с трудностями формирования композитной структуры покрытий и достижения их высокой адгезии.
Альтернативным указанным выше методам является электровзрывной метод формирования ду-гостойких покрытий. Ранее в исследованиях авторов [8] было показано, что основой структуро-образования в электровзрывных порошковых покрытиях являются динамические ротации напыляемых частиц, которые формируют вихревую иерархически организованную структуру как в покрытии, так и в верхних слоях подложки, включая их интерфейс. Это вызывает диспергирование всех структурных элементов покрытия, их взаимное проникновение друг в друга и отсутствие резкого интерфейса между покрытием и подложкой. Любое вращательное движение структурных элементов возникает под действием касательных напряжений. Структура электровзрывных покрытий является устойчивой из-за образования систе-
мы замкнутых мест локализации внедренных атомов. В таких местах при затвердевании возникает деформация кристаллической решетки. Замкнутость рассматриваемых искажений оказывает существенное влияние на прочность электровзрывных покрытий. Аспекты формирования электровзрывных покрытий представляют научный интерес и требуют привлечения адекватных объясняющих их механизмов. К их числу может быть отнесено представление о механизме пластической дисторсии, когда за счет формирования кривизны кристаллической решетки материал способен испытывать значительное формоизменение без нарушения сплошности [9]. В рамках физической мезомеханики такой механизм трактуется как ме-зоскопические структурные состояния [10, 11].
Электронно-пучковая обработка применяется для улучшения характеристик различных материалов [12-16]. Активно ведутся исследования трансформации фотодиодов для дозиметрии при электронно-пучковой обработке [17, 18]. Адаптивное моделирование [19] позволило рассчитать процесс электронно-пучковой обработки нанома-териалов с прекурсором сверхзвуковой микроструи. В работе [20] изучено влияние подложки на обработку тонких пленок УБа2Си307-5 низкоэнергетическим электронным пучком. Широта охвата географии и приложений свидетельствуют о перспективности применения электронно-пучковой обработки для повышения различных характеристик широкого круга материалов.
Азотирование получило промышленное применение в двадцатые годы прошлого века. Повышение коррозионной стойкости и твердости за счет насыщения материалов азотом, формирования нитридов и твердых растворов является широко используемым технологическим приемом.
В данной работе для получения электропроводящего покрытия Ag-Ni-N на медной подложке была использована комплексная обработка, сочетающая электровзрывное напыление, электронно-пучковую обработку и последующее азотирование в плазме газового разряда низкого давления.
2. Материал и методика исследования
Объектом исследования являлись покрытия состава Ag-Ni-N, сформированные на меди марки М00 комбинированным методом, сочетающим электровзрывное напыление, облучение импульсным электронным пучком и последующее азотирование в плазме газового разряда низкого давления. Электровзрывное формирование покрытия
проводили на установке ЭВУ 60/10М. Процесс осуществляли при следующих параметрах: время воздействия плазмы на поверхность образца ~100 мкс, поглощаемая плотность мощности на оси струи ~5.5 ГВт/м2, давление в ударно-сжатом слое вблизи облучаемой поверхности ~12.5 МПа, остаточное давление газа в рабочей камере ~100 Па, температура плазмы на срезе сопла ~104 K. В качестве материала для напыления использовали двухслойную фольгу. Один из слоев фольги был выполнен из серебра массой 640 мг, другой — из никеля массой 420 мг. Облучение импульсным электронным пучком (20 и 40 Дж/см2, 200 мкс, 3 имп.) и азотирование (923 K, 3 ч) выполняли на установке КОМПЛЕКС [21]. Исследование дефектной субструктуры и элементного состава осуществляли методами сканирующей (прибор Carl Zeiss EV050 с приставкой для энергодисперсионного рентгеноспектрального анализа EDS X-Act) и просвечивающей дифракционной (прибор JEM 2100F) электронной микроскопии. Исследования тонких фольг проводили в просвечивающем режиме (TEM) и в режиме сканирования (STEM) с микрорентгеноспектральным анализом выделенного участка фольги. Исследование фазового состава и структурных параметров образцов проводили на дифрактометре XRD-6000 на CuKa-излучении. Анализ фазового состава осуществляли с использованием баз данных PDF 4+ и программы полнопрофильного анализа POWDER CELL 2.4. Твердость покрытия измеряли с помощью ультрамикротестера Shimadzu DUH-211 (Pn = 30 мН) методом поперечного шлифа в слое, расположенном на расстоянии 20 мкм от поверхности покрытия. Трибологические свойства покрытия изучали на трибометре Pin-on-Disc and Oscillating TRIBOtester (TRIBOtechnic, Франция). Тест на износостойкость проводили в геометрии
«шарик-диск» при следующих параметрах: шарик из стали ШХ15 диаметром 6 мм, нагрузка 3 Н, дистанция 300 м, радиус трека износа 2 мм, скорость перемещения шарика 25 мм/с. Износостойкость образцов с покрытием определяли с помощью метода потери массы образца с использованием аналитических весов САИШ 220Б.
3. Результаты и их обсуждение
В результате испытаний на износостойкость установлено, что унос массы Ат образца без покрытия составил 0.92 мг, а с покрытием — 0.62 мг. Это означает, что износостойкость медного образца с нанесенным покрытием превышает износостойкость меди без покрытия на 13 %. Коэффициент трения образцов с покрытием на 3.5 % ниже коэффициента трения меди без покрытия (коэффициент трения медной подложки составил 0.526, а покрытия — 0.599).
Твердость покрытия, измеренная на поперечном шлифе вдоль дорожки, проходящей параллельно поверхности покрытия на расстоянии 20 мкм от поверхности, изменяется в широком интервале от 740 до 2100 МПа при среднем значении 1440 МПа. Твердость образца меди без покрытия 1270 МПа. Выбор области измерения твердости на глубине 20 мкм обусловлен тем, что именно эта область подвергалась электронно-пучковой обработке и азотированию на указанную глубину. Полученные высокие значения твердости покрытия обусловлены структурными особенностями исследуемых покрытий.
Методами сканирующей электронной микроскопии на поперечных шлифах показано, что толщина покрытия изменяется в пределах от 40 до 80 мкм (рис. 1, а). Микропоры и микротрещины в объеме покрытия отсутствуют. Нарушений сплош-
О 50 100 //, мкм
Рис. 2. Результаты микрорентгеноспектрального анализа элементного состава покрытия Л§-№-К. Стрелками на (а) указан переходный слой, обогащенный атомами никеля (цветной в онлайн-версии)
ности вдоль границы раздела покрытие-подложка также не наблюдается. Покрытие является структурно-неоднородным. Элементы структуры (зерна, субзерна, включения), выявленные методами сканирующей электронной микроскопии травленого шлифа, имеют разнообразную форму и размеры (рис. 1, б).
Химический состав покрытия изучали методами микрорентгеноспектрального анализа поперечного шлифа. Отчетливо видно, что основным элементом объема покрытия является серебро, в значительно меньшем количестве присутствуют никель и медь (рис. 2). Между покрытием и подложкой формируется переходный слой, толщина которого изменяется в пределах от 5 до 8 мкм (рис. 2, а, слой указан стрелками). Микрорентге-носпектральный анализ дает основание заключить, что данный слой обогащен атомами никеля.
Выявленные элементы распределены в покрытии весьма неоднородно (рис. 3). Обнаруживаются островки, обогащенные атомами никеля (рис. 3, указаны стрелками). Размеры таких островков изменяются в пределах от 0.5 до 14 мкм.
Исследования, выполненные методами рентге-нофазового анализа, выявили присутствие в покрытии твердых растворов на основе меди, никеля, серебра, а также нитридов никеля состава №3К и (табл. 1). Следует отметить, что в
табл. 1 приведены данные, полученные путем усреднения результатов рентгенофазового анализа трех образцов для каждого режима облучения импульсным электронным пучком. Рентгенограмма, полученная для одного из исследованных образцов, приведена на рис. 4.
Анализ параметров кристаллической решетки меди, никеля и серебра (табл. 1) проводили путем сравнения с параметрами решетки этих фаз для чистых материалов: для Си (ГЦК кристаллическая решетка) а = 0.3615 нм, Я = 0.125 нм (Я — радиус атома), для N1 (ГЦК кристаллическая решетка) а = 0.3524 нм, Я = 0.124 нм, для Ag (ГЦК кристаллическая решетка) а = 0.4086 нм, Я = 0.144 нм.
Медь при Е = 20 Дж/см2 имеет параметр решетки а = 0.3620 нм, что больше параметра решетки чистой меди. Следовательно, можно предположить, что медь может быть легирована атомами
Рис. 3. Распределение элементов в покрытии, выявленное методом картирования. Наложение изображений, полученных в характеристическом рентгеновском излучении атомов меди (синий цвет), серебра (зеленый цвет) и никеля (красный цвет). На (а) стрелками указан переходный слой, обогащенный атомами никеля (цветной в онлайн-версии)
Таблица 1. Результаты рентгенофазового анализа модифицированного слоя, сформированного на медной подложке комбинированным методом
Фаза Es = 20 Дж/см2 Es = 40 Дж/см2
V, % a, нм c, нм D, нм Ad/d • 10-3 V, % a, нм c, нм D, нм Ad/d • 10-3
Cu 38.3 0.3620 - 39.3 0.98 49.8 0.3615 - 67.1 0.43
Ag 11.0 0.4080 - 53.2 0.75 7.4 0.4078 - 50.2 0.81
Ni 44.0 0.3577 - 34.9 1.33 18.2 0.3577 - 17.1 2.20
Ni3N 3.8 0.4590 0.43532 26.5 2.11 3.7 0.4607 0.43719 23.1 1.83
Ni4N 2.9 0.3748 - 65.2 0.88 2.7 0.3712 - 17.3 0.46
Примечание: Е8 — плотность энергии пучка электронов; V — объемная доля фазы; а, с — параметры кристаллической решетки фазы; Б — размеры областей когерентного рассеяния; Аё/ё — микродеформация кристаллической решетки.
серебра и азота. После облучения при Е8 = 40 Дж/см2 параметр решетки меди соответствует параметру решетки чистого вещества, т.е. в твердом растворе легирующие элементы находятся в минимальном количестве, либо наблюдается дополнительное легирование меди атомами никеля.
Серебро при Е8 = 20 Дж/см2 имеет параметр решетки а = 0.4080 нм, что меньше параметра решетки чистого серебра. Следовательно, можно предположить, что серебро может быть легировано атомами меди и никеля. После облучения при Е8 = 40 Дж/см2 параметр решетки серебра а = 0.4078 нм, что еще меньше параметра решетки чистого вещества, т.е. концентрация атомов атомами меди и никеля в твердом растворе на основе серебра повысилась.
Никель при Е8 = 20 Дж/см2 имеет параметр а = 0.3577 нм, что существенно больше параметра ре-
шетки чистого никеля. Следовательно, можно предположить, что никель может быть легирован атомами меди, серебра и азота. После облучения при Е8 = 40 Дж/см2 параметр решетки никеля не изменился, что может свидетельствовать как о неизменности твердого раствора на основе никеля, так и о перераспределении элементов, а именно уходе атомов азота с образованием обнаруженных частиц нитридов никеля и дополнительном легировании никеля атомами серебра.
Анализируя результаты, полученные при определении размеров областей когерентного рассеяния Б, можно отметить следующее. Увеличение плотности энергии пучка электронов в 2 раза, соответствующее повышению температуры образца и времени нахождения поверхностного слоя образца при высоких температурах, сопровождается неоднозначным изменением величины Б, а имен-
Рис. 4. Участок рентгенограммы покрытия состава Ag-Ni-N, сформированного на медной подложке комбинированным методом. Представлен фазовый состав исследуемого образца (цветной в онлайн-версии)
Рис. 5. Светлопольное изображение участка покрытия, STEM (а), изображение данного участка фольги, полученное в характеристическом рентгеновском излучении атомов меди (б), серебра (в), никеля (г), железа (д) и азота (е) (цветной в онлайн-версии)
но: для кристаллитов меди выявлено существенное (почти в 2 раза) увеличение размеров областей когерентного рассеяния, для кристаллитов серебра — незначительное снижение, для кристаллитов никеля — существенное (более чем в 2 раза) снижение. Выявленные изменения величины Б коррелируют с изменением объемной доли фаз, а именно: увеличение содержания меди в покрытии при увеличении плотности энергии пучка электронов сопровождается ростом размеров областей когерентного рассеяния, снижение содержания в покрытии никеля сопровождается снижением размеров областей когерентного рассеяния кристаллитов данной фазы. Взаимосвязанным образом изменяется и величина микродеформации кристаллической решетки (Ы1/д) основных фаз покрытия. Для меди увеличение объемной доли (с ростом плотности энергии пучка электронов) фазы приводит к увеличению размеров областей когерентного рассеяния и снижению величины микродеформации кристаллической решетки. Для никеля снижение объемной доли (с ростом плотности энергии пучка электронов) фазы приводит к уменьшению размеров областей когерентного рассеяния и увеличению микродеформации кристаллической решетки.
Фазовый состав модифицированного слоя существенным образом зависит от режима облуче-
ния материала импульсным электронным пучком, т. е. от плотности энергии пучка электронов (табл. 1). Результаты, представленные в табл. 1, свидетельствуют о том, что увеличение плотности энергии пучка электронов приводит к увеличению в покрытии относительного содержания меди и соответствующему снижению содержания серебра и никеля. Очевидно, что это является следствием взаимной диффузии элементов при плавлении системы покрытие-подложка импульсным электронным пучком, усиливающейся при повышении плотности энергии пучка электронов. Относительное содержание нитридов никеля в покрытии практически не зависит от облучения материала электронным пучком. Это обусловлено тем, что формирование нитридных фаз осуществляется на последнем этапе комбинированной обработки покрытия. Относительное содержание нитридов в этом случае будет определяться в основном температурой и временем азотирования.
Исследование элементного состава участка фольги (рис. 5, а), проведенное методом микро-рентгеноспектрального анализа, показало, что фрагмент покрытия сформирован областями, обогащенными атомами меди, серебра, никеля, железа и азота (табл. 2). Основным элементом является серебро, в существенно меньшем количестве присутствуют медь, никель и железо. Присутст-
Таблица 2. Результаты микрорентгеноспектрального анализа участка фольги на рис. 5, а
Элемент Мас. % Погрешность, % Ат. %
Бе (К) 1.16 0.41 1.69
N1 (К) 25.26 0.02 34.83
^ (К) 15.74 0.05 20.06
Ag (Ь) 57.84 0.02 43.42
Всего 100 - 100
вие железа в покрытии может быть связано с распылением стенок камеры установки при электровзрывном процессе.
Размеры кристаллитов, формирующих покрытие, изменяются в пределах от 50 нм до единиц микрометров (рис. 6). По границам и в объеме кристаллитов располагаются частицы, размеры которых изменяются в пределах от 10 до 20 нм.
На рис. 7 приведены результаты фазового анализа участка покрытия. Индицирование микро-электронограммы (рис. 7, в), полученной с участка покрытия, выделенного селекторной диафрагмой (рис. 7, б), свидетельствует о том, что полученное покрытие является многофазным. Методами темнопольного анализа с последующим ин-дицированием микроэлектронограммы выявлено присутствие следующих фаз: Ag, AgNз, CuзN и N1. Серебро формирует основу данного участка фольги; фазы AgNз, CuзN и N1 представлены суб-микро- и наноразмерными включениями. Данные включения имеют преимущественно сферическую форму и расположены в объеме зерен серебра.
Если сравнивать результаты с ранее полученными при формировании электроэрозионностой-ких покрытий систем CuO-Ag и ZnO-Ag [1-3] методом электровзрывного напыления и электронно-пучковой обработки, то можно отметить как общность, так и различие в формировании структуры. В работах [1-3] электровзрывное напыление покрытий реализовано посредством электрического взрыва композиционных электрически взрываемых проводников на основе серебряной оболочки и порошков оксидов меди или цинка, направления продуктов взрыва в плазменную струю и их переноса на обрабатываемую поверхность с последующей высокоскоростной кристаллизацией покрытия. Последующая электронно-пучковая обработка приводит к гомогенизации поверхностного слоя покрытий на максимально возможную толщину без испарения. После электровзрывного напыления фазовый состав покры-
тий образован упрочняющими износо- и электро-эрозионностойкими фазами — оксидами СиО и ZnO, расположенными в серебряной матрице. В настоящем исследовании также упрочняющие фазы располагаются в серебряной матрице, а благодаря применению азотирования формируются нитриды азота.
Электровзрывное напыление поверхностности медных подложек покрытиями систем CuO-Ag и ZnO-Ag [1-3] и последующая электронно-пучковая обработка приводят к увеличению износостойкости модифицированного слоя от 3.25 до 4.33 раза, коэффициент трения при этом составляет «0.8-1.4 от коэффициента трения медной подложки.
4. Заключение
Комбинированным методом, сочетающим электровзрывное напыление, облучение интенсивным импульсным электронным пучком и последующее азотирование в плазме газового разряда низкого давления, сформированы на меди покрытия состава Ag-Ni-N толщиной до 80 мкм. Показано, что износостойкость медного образца с нанесенным покрытием превышает износостойкость меди без покрытия на 13 %. Коэффициент трения образцов с покрытием на 3.5 % ниже коэффициента трения меди без покрытия. Установлено, что твердость покрытия изменяется в широком интервале от 740 до 2100 МПа и в среднем превышает твердость подложки на 13 %. Методами микрорентгеноспектрального анализа установлено, что основным элементом покрытия является серебро, в значительно меньшем количестве присутствуют никель и медь. Между покрытием и подложкой выявлен переходный слой толщиной до 8 мкм, обогащенный атомами никеля. Метода-
Рис. 6. Электронно-микроскопическое изображение структуры покрытия состава Ag-Ni-N, сформированного на медной подложке комбинированным методом
Рис. 7. Электронно-микроскопическое изображение структуры покрытия состава Ag-Ni-N, сформированного на медной подложке комбинированным методом: светлопольное изображение (а); микроэлектронограмма, полученная с данного участка фольги (б); схема индицирования микроэлектронограммы (в); темнопольные изображения, полученные в рефлексах [111] Ag (г), [020] AgNз (д), [111] CuзN (е), [111] № (ж)
ми рентгенофазового анализа в покрытии выявлены твердые растворы на основе меди, никеля и серебра, а также нитрида никеля. Показано, что фазовый состав покрытия существенным образом зависит от плотности энергии пучка электронов
(при постоянных значениях длительности и количества импульсов воздействия пучка). Установлено, что размеры кристаллитов, формирующих покрытие, изменяются в пределах от 50 нм до единиц микрометров. По границам и в объеме
кристаллитов располагаются частицы, размеры которых изменяются в пределах от 10 до 20 нм. Методами темнопольного анализа тонких фольг выявлено присутствие в покрытии, наряду с фазами, установленными методами рентгенофазово-го анализа, нитридов серебра и меди.
Благодарности
Исследование выполнено с помощью грантов Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых — кандидатов наук (МК-5585.2021.4) и докторов наук (МД-486.2020.8), а также при финансовой поддержке РФФИ (проект № 20-08-00044). Электронно-микроскопический микродифракционный фазовый анализ покрытия осуществлен при финансовой поддержке гранта РНФ (проект № 19-19-00183).
Литература
1. Romanov D., Moskovskii S., Konovalov S., Sosnin S., Gromov V., Ivanov Yu. Improvement of copper alloy properties in electro-explosive spraying of ZnO-Ag coatings resistant to electrical erosion // J. Mater. Res. Technol. - 2019. - V. 8 - No. 6. - P. 5515-5523. -doi 10.1016/j.jmrt.2019.09.019
2. Romanov D.A., Moskovskii S.V., Sosnin K.V., Gromov V.E., Bataev V.A. Structure and electrical erosion resistance of an electro-explosive coating of the CuO-Ag system // Mater. Res. Express - 2019. - V. 6. -P. 055042. - doi 10.1088/2053-1591/ab0672
3. Romanov D.A., Moskovskii S.V., Sosnin K.V., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Semin A.P., Bataev V.A. Effect of electron-beam processing on structure of elec-troexplosive electroerosion resistant coatings of CuO-Ag system // Mater. Res. Express - 2019. - V. 6. -P. 085077. - doi 10.1088/2053-1591/ab220a
4. Grechanyuk N.I., Minakova R.V., Kopylova G.E. Current state and prospects of high-speed electron-beam evaporation and subsequent vacuum condensation of metals and nonmetals to produce electric contacts and electrodes // Powder Metallurg. Met. Ceram. - 2013. -V. 52. - P. 228-236. - doi 10.1007/s11106-013-9517-7
5. Bukhanovsky V., Rudnytsky M., Grechanyuk M., Minakova R., Zhang C. Vapour-phase condensed composite materials based on copper and carbon // Mater. Technol. - 2016. - V. 50. - P. 523-530. - doi 10. 17222/mit.2015.057
6. Bogdan M., Marcin H., Grechanyuk I.N., Grechanyuk N.I., Minakova R.V., Xu L.J. The actual state and prospects of a high power electron beam technology for metallic and non-metallic compositions used in electric contacts and electrodes // Adv. Mater. Res. -2014. - V. 875-877. - P. 1437-1448. - doi 10. 4028/www.scientific.net/AMR.875-877.1437
7. Bukhanovsky V.V., Grechanyuk N.I., Minakova R.V., Mamuzich I., Kharchenko V.V., Rudnitsky N.P. Production technology, structure and properties of Cu-W layered composite condensed materials for electrical contacts // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. - 2011. -V. 29. - P. 573-581. - doi 10.1016/j.ijrmhm.2011. 03.007
8. Panin V.E., Gromov V.E., Romanov D.A., Budovs-kikh E.A., Panin S.V. The physical basics of structure formation in electroexplosive coatings // Dokl. Phys. -2017. - V. 62. - P. 67-70. - doi 10.1134/S10283358 17020112
9. Panin V.E., Egorushkin V.E., Panin A.V., Chernyavs-kii A.G. Plastic distortion as a fundamental mechanism in nonlinear mesomechanics of plastic deformation and fracture // Phys. Mesomech. - 2016. - V. 19. -No. 3. - P. 255-268. - doi 10.1134/S102995991603 0048
10. Panin V.E., Derevyagina L.S., Lebedev M.P., Syromyat-nikova A.S., Surikova N.S., Pochivalov Yu.I., Ovech-kin B.B. Scientific basis for cold shortness of structural bcc steels and their structural degradation at below zero temperatures // Phys. Mesomech. - 2017. -V. 20. - No. 2. - P. 125-133. - doi 10.1134/S1029 959917020023
11. Панин В.Е., Егорушкин В.Е., Панин А.В. Нелинейные волновые процессы в деформируемом твердом теле как многоуровневой иерархически организованной системе // УФН. - 2012. - Т. 182. -№ 12. - С. 1351-1357. - doi 10.3367/UFNr.0182. 201212i.1351
12. Vorobyov M.S., Koval T.V., Koval N.N., Hung N.B. Generation, transport, and efficient extraction of a large cross-section electron beam into an air in an accelerator with a mesh plasma cathode // Laser Part. Beams. - 2018. - V. 36. - P. 22-28. - doi 10.1017/ S0263034617000969
13. Ignatov D.Y., Lopatin I.V., Denisov V.V., Koval N.N., Ahmadeev Y.H. Generation of plasma in non-self-sustained glow discharge with hollow cathode for ni-triding inner surfaces of elongated and complex shaped cavities // IEEE Trans. Plasma Sci. - 2020. -V. 48. - P. 2050-2059. - doi 10.1109/TPS.2020. 2996739
14. Denisov V.V., Akhmadeev Yu.H., Koval N.N., Koval-sky S.S., Lopatin I.V., Ostroverkhov E.V., Pedin N.N., Yakovlev V.V., Schanin P.M. The source of volume beam-plasma formations based on a high-current non-self-sustained glow discharge with a large hollow cathode // Phys. Plasmas. - 2019. - V. 12. -P. 123510. - doi 10.1063/1.5126485
15. Zhao Y.H., Zhao S.S., Ren L., Denisov V.V., Ko-val N.N., Yang K., Yu B.H. Effect of substrate pulse bias voltage on the microstructure and mechanical and wear-resistant properties of TiN/Cu nanocomposite films // Rare Metal Mater. Eng. - 2018. - V. 47. -P. 3284-3288. - doi 10.1007/s40195-017-0536-0
16. Avdeev S.P., Gusev E.Yu., Ryabova D.I. Improving the mechanical resistance of the glass surface for optoelectronic devices by electron beam processing // J. Phys. Conf. Ser. - 2020. - V. 1695 - P. 012191. - doi 10.1088/1742-6596/1695/1/012191
17. Gonçalves J.A.C., Mangiarotti A., Asfora V.K., Khou-ry H.J., Bueno C.C. The response of low-cost photodiodes for dosimetry in electron beam processing // Radiat. Phys. Chem. - 2021. - V. 181 - P. 109335. -doi 10.1016/j.radphyschem.2020.109335
18. Asfora V.K., Antonio P.L., Gonçalves J.A.C., Bueo C.C., de Barros V.S.M., Olive ira C.N. P., Caldas L.V.E., Khoury H.J. Evaluation of TL and OSL responses of CaF2:Tm for electron beam processing dosimetry // Radiat. Measurements. - 2021. - V. 140 - P. 106512. -doi 10.1016/j.radmeas.2020.106512
19. Henry M.R., Fedorov A.G. Adaptive simulations enable computational design of electron beam processing of nanomaterials with supersonic micro-jet precursor // Comput. Mater. Sci. - 2021. - V. 186. -P. 109993. - doi 10.1016/j.commatsci.2020.109993
20. Bareli G., Chromik, Camerlingo C., Talacko M., Ro-sova A., Spankova M., Strbik V., Sojkova M., Jung G. Substrate influence on low energy electron beam processing of YBa2Cu3O7-S thin films // Appl. Surf. Sci. -2021. - V. 535 - P. 147624. - doi 10.1016/j.apsusc. 2020.147624
21. Koval N.N., Ivanov Yu.F. Complex electron-ion-plasma processing of aluminum surface in a single vacuum cycle // Russ. Phys. J. - 2019. - V. 62. -No. 7. - P. 1161-1170. - doi 10.1007/s11182-019-01831-8
Поступила в редакцию 04.12.2020 г., после доработки 17.02.2021 г., принята к публикации 24.02.2021 г.
Сведения об авторах
Иванов Юрий Федорович, д.ф.-м.н., доц., гнс ИСЭ СО РАН, [email protected] Почетуха Василий Витальевич, ст. преп. СибГИУ, [email protected] Романов Денис Анатольевич, д.т.н., доц., гнс СибГИУ, [email protected] Громов Виктор Евгеньевич, д.ф.-м.н., проф., зав. каф. СибГИУ, [email protected]
