МЕХАНИЗМЫ ИМПЛАНТАЦИИ В МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ ИОНОВ АЗОТА С ЭНЕРГИЕЙ 1-10 кэВ

ВВЕДЕНИЕ

1. Сравнительный анализ методов поверхностного модифицирования

2. Физические основы процесса ионной имплантации газов в металлы и сплавы

2.1 Основные характеристики метода ионной имплантации

2.2 Механизмы взаимодействия имплантируемых ионов с мишенью

2.3 Модель для расчета пробегов ионов в материале подложки

2.3.1 Ядерное торможение иона в материале

2.3.2 Электронное торможение иона в материале

2.4 Распределение примеси и дефектов в материале подложки в зависимости от энергии ионов азота

2.5 Остаточные концентрационные напряжения

3. Методики расчёта основных параметров физических процессов, происходящих при ионной имплантации

3.1 Методика расчета пробегов ионов методом Монте-Карло

3.2 Методика расчета распределения концентрации внедренных ионов по глубине материала

3.3 Методика расчёта остаточных концентрационных напряжений

4. Результаты расчёта параметров процессов взаимодействия имплантируемых ионов с материалом подложки

5. Экспериментальное оборудование

5.1 Установка для ионной имплантации азота в инструментальные материалы

5.2 Устройство системы электропитания имплантационной установки

5.3 Устройство датчика ионного тока

Заключение

Список Литературы

ПРИЛОЖЕНИЯ

Развитие машиностроения во многом определяется решением проблемы надежности подвижных сопряжении машин на основе подбора высокоэффективных материалов и методов их технологической обработки, выбора смазочных материалов, покрытий и т.д. При этом основная тенденция заключается в стремлении к повышению реализуемых скоростей, давлений, рабочих температур при одновременном росте надежности. Это невозможно без использования деталей, имеющих высокие физико-механические характеристики поверхностных слоев, так как в абсолютном большинстве случаев именно они ответственны за коррозионную и радиационную стойкость, износостойкость и другие эксплуатационные характеристики изделий. Детали и механизмы машин во многих случаях работают при высоких тепловых и механических нагрузках, в химически активных и абразивных средах. Поэтому необходимы высококачественные методы поверхностного модифицирования изделий, которые должны иметь следующие характеристики [1 – 4]:

·           экологическая безопасность;

·           минимальное изменение геометрических размеров изделия;

·           отсутствие коробления;

·           внедрение строго дозированных количеств легирующей примеси;

·           максимальный диапазон концентраций легирующей примеси;

·           чистые условия проведения процесса, исключающие загрязнение образцов нежелательными примесями;

·           простота управления процессом;

·           высокая воспроизводимость получаемых структур;

·           экономичность метода.

Для повышения эксплуатационных свойств материалов широко используются механические, термические, деформационно-термические и химико-термические методы упрочняющей обработки и легирования [5, 6, 9]. ............