ТОНКАЯ СТРУКТУРА ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ НИТРИДОВ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНОГО СПЛАВА (ALTIZRYNb)N, ОПРЕДЕЛЕННАЯ КЭМС МЕТОДОМ НА ЯДРАХ ИМПЛАНТИРОВАННОГО ЖЕЛЕЗА-57

Аннотация

Методом Мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe в геометрии обратного рассеяния по электронному каналу (КЭМС), с привлечением данных по рентгеновской дифракции (РДА) исследовано влияние имплантированных ионов железа с энергий на структуру покрытия на основе нитрида высокоэнтропийного сплава Al –Ti – Zr – Y - Nb (ВЭС). Исходная структура сплава, до имплантации железа-57, представлена двумя ГЦК структурами с параметрами решетки, соответствующим нитрилам элементов, входящих в состав высокоэнтропийного сплава. Имплантацию ионов железа – 57 осуществляли на ускорителе тяжелых ионов УКП-2-1 ИЯФ (Алматы, Казахстан) облучением ионами ⁵⁷Fe с энергией 200 кэВ до флюенса 5∙10¹⁶ ион/см².  Пробег ионов железа-57 с энергией 200 кэВ составляет ~ 150 нм, КЭМС исследовании предоставляют информацию о структуре покрытия  с глубины ~ 100 нм. По данным КЭМС следует, что непосредственно после имплантации мессбауэровский спектр значительно уширен, и характерен для аморфных структур. Это вызвано присутствием радиационных дефектов в имплантированном слое ~ 100 нм и является следствием ионного облучения. Последующий изохронный отжиг образцов приводит к образованию синглета, характерного для кубической структуры и дублета с кристаллической структурой, отличной от кубической. При этом, группа элементов Al, Ti, и Nb с кубической структурой ответственны за синглет; а Zr и Y, имеющие гексагональную плотноупакованую (ГПУ) решетку породили дублет в приповерхностных слоях покрытия. Установлено, что ионное облучение привело к перестройкам структуры покрытия на глубину, соответствующую пробегу имплантированных ионов. Последующий изохронный отжиг приводит к появлению новой фазы с ГПУ кристаллической решеткой.