ЭРОЗИЯ ПОВЕРХНОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ ЦИРКОНИЯ И КРЕМНИЯ, ОБЛУЧЕННЫХ ИОНАМИ ГЕЛИЯ
https://doi.org/10.29235/1561-2430-2018-54-1-110-118
Аннотация
Работа посвящена исследованию процессов эрозии поверхности многослойных пленок ZrN/SiNx , облученных ионами He (30 кэВ) и отожженных в вакууме при T = 600 °С. Выявлено, что многослойные пленки ZrN/SiNx остаются устойчивыми к образованию блистеров и отшелушиванию при облучении ионами He (30 кэВ) до дозы 8∙1016 см–2. Обнаружено влияние толщины кристаллического и аморфного слоя на характер и степень эрозии поверхности многослойных пленок в результате пострадиационного отжига при T = 600 °С. Обсуждаются возможные механизмы блистеринга и отшелушивания в многослойных системах ZrN/SiNx .
Об авторе
В. В. Углов
Белорусский государственный университет, Минск
Беларусь
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физики твердого тела, физический факультет
Беларусь
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физики твердого тела, физический факультет
Список литературы
1. Zinkle, S. J. Materials challenges for advanced nuclear energy / S. J. Zinkle, G. S. Was // Acta Mater. – 2013. – Vol. 61. – P. 735–758.
2. Ion¬induced changes in the structure and phase composition of nanocrystalline TiZrSiN coatings formed via magnetron sputtering / V. V. Uglov [et al.] // J. Surf. Inv. X-ray, Synch. Neutr. Tech. – 2015. – Vol. 9, № 5. – P. 995–004.
3. The effect of He and swift heavy ions on nanocrystalline zirconium nitride / A. Janse van Vuuren [et al.] / Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. – 2014. –Vol. 326. – P. 19–22.
4. Grimes, R. W. Greater tolerance for nuclear materials / R. W. Grimes, R. J. M. Konings, L. Edwards // Nat. Mater. – 2008. – Vol. 7, № 9. – P. 683–685.
5. Роль границ раздела в многослойном TiN/SiNx-нанокомпозите при облучении / В. В. Углов [и др.] // Изв. высш. учеб. заведений. Физика. – 2017. – Т. 60, вып. 9. – С. 127–137.
6. The radiation damage tolerance of ultra-high strength nanolayered composites / A. Misra [et al.] // JOM. – 2007. – Vol. 59. – P. 62–65.
7. The influence of Σ3 twin boundaries on the formation of radiation-induced defect clusters in nanotwinned Cu / M. J. Demkowicz [et al.] // J. Mater. Res. – 2011. – Vol. 26, № 14. – P. 1666–1675.
8. Size-dependent He-irradiated tolerance and plastic deformation of crystalline/amorphous Cu/Cu–Zr nanolaminates / J. Y. Zhang [et al.] // Acta Mater. – 2015. – Vol. 92. – P. 140–151.
9. Comparisons of radiation damage in He ion and proton irradiated immiscible Ag/Ni nanolayers / K. Y. Yu [et al.] // J. Nucl. Mater. – 2013. – Vol. 440, № 1/3. – P. 310–318.
10. Features of microstructure of ZrN, Si3N4 and ZrN/SiNx nanoscale films irradiated by Xe ions / V. V. Uglov [et al.] // Vacuum. – 2017. – Vol. 143. – P. 491–494.
11. Helium mobility in advanced nuclear ceramics / S. Agarwal [et al.] // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. – 2014. – Vol. 327. – P. 117–120.
12. Zinkle, S. J. Effect of H and He irradiation on cavity formation and blistering in ceramics / S. J. Zinkle // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. – 2012. – Vol. 286. – P. 4–19.
13. Углов, В. В. Радиационные эффекты в твердых телах / В. В. Углов. – Минск: БГУ, 2011. – 207 с.
14. Углов, В. В. Радиационные процессы и явления в твердых телах / В. В. Углов. – Минск: Выш. шк., 2016. – 188 с.
15. Stress-induced surface damages in Ti-Si-N films grown by magnetron sputtering / Z. J. Liu [et al.] // Thin Solid Films. – 2008. – Vol. 516, № 15. – P. 7609–7614.
16. He, M. Y. Effects of morphology on the decohesion of compressed thin films / M. Y. He, A. G. Evans, J. W. Hutchinson // Mater. Sci. Eng. A. – 1998. – Vol. 245, № 16. – P. 168–181.
17. Growth, structural and mechanical properties of magnetron-sputtered ZrN/SiNx nanolaminated coatings / G. Abadias [et al.] // Surf. Coat. Technol. – 2016. – Vol. 308. – P. 158–167.
18. Interactions of ions with matter [Electronic resource]. – Mode of access: www.srim.org.
Рецензия
Просмотров: 916
Послать статью по эл. почте 