Intensification of the process of plasma-induction growing of large profiled tungsten single crystals

Abstract

The structure of a profiled tungsten single crystal obtained by plasma-induction layer-by-layer growth on a single crystal seed crystal at different deposition rates is investigated. Investigated – microhardness, size of the subgrain structure, angles of misorientation of subgrains, the nature of the distribution of dislocations, etc. A complex of experimental methods of modern physical materials science was used, including light, scanning and transmission microdiffraction electron microscopy. It was found that the ingot is a single crystal body with a crystallographic orientation given by the seed crystal. An increase in the growth rate to 70 mm/min leads to an insignificant decrease in microhardness, refinement of the substructure with a uniform distribution of the dislocation density, which makes it possible to obtain tungsten single crystals with a single crystal structure at disorientation angles not exceeding 3°.

Досліджено структуру профільованого монокристала вольфраму, отриманого способом плазмово-індукційного пошарового вирощування на монокристалічному зародковому кристалі при різних швидкостях наплавки. Досліджено – мікротвердість; розміри субзеренної структури, кутів розорієнтування субзерен; характер розподілу дислокацій та ін. Застосовано комплекс експериментальних методів сучасного фізичного матеріалознавства, включаючи світлову, растрову та просвічуючу мікродифракційну електронну мікроскопії. Встановлено, що зливок є монокристалічним тілом з кристалографічною орієнтацією, яка була задана зародковим кристалом. Збільшення швидкості вирощування до 70 мм/хв призводить до незначного зменшення мікротвердості, подрібнення субструктури при рівномірному розподілі щільності дислокацій, що дозволяє отримувати монокристали вольфраму з монокристалічною структурою при кутах розорієнтації, що не перевищують 3°.

Исследована структура профилированного монокристалла вольфрама, полученного способом плазменно-индукционного послойного выращивания на монокристаллическом зародышевом кристалле при различных скоростях наплавки. Исследованы – микротвердость; размеры субзеренной структуры, углов разориентирования субзерен; характер распределения дислокаций и т. д. Использован комплекс экспериментальных методов современного физического материаловедения, включая световую, растровую и просвечивающую микродифракционную электронную микроскопии. Установлено, что слиток является монокристаллическим телом с кристаллографической ориентацией, заданной зародышевым кристаллом. Увеличение скорости выращивания до 70 мм/мин приводит к незначительному уменьшению микротвердости, измельчению субструктуры при равномерном распределении плотности дислокаций, что позволяет получать вольфрамовые монокристаллы с монокристаллической структурой при углах разориентации, не превышающих 3°.