Триплексная обработка покрытий из Al-Ni

Abstract

В работе исследовались покрытия из Al-Ni, нанесенные высокоскоростной плазменной струей на подложку из технической меди с помощью Резерфордовского и обратного рассеяния ионов (РОР и ОР), ядерных реакций, растровой электронной микроскопии (РЭМ) с микроанализом, рентгенофазового анализа (РФА), микротвердости и адгезии. Было обнаружено в нанесенном покрытии концентрация Ni около 85%, остальные 15% относятся к Ni3 Al, Ni3 C и, возможно, NiO. Адгезия покрытия к подложке составляет от 28 ± 2,2 до 45 ± 3 МРа, а микротвердость различается очень сильно, от 65 ± 3,5 кг/мм2 до (3 ч 4,2)х102 кг/мм2 . Показано, что в результате имплантации W в поверхностном слое обнаружено до 7,11 at%. После облучения электронным пучком W проникает вглубь покрытия и в результате плавления поверхностного слоя покрытия концентрация уменьшается. Определены эффективные коэффициенты диффузии W в покрытии.

У роботі досліджувалися покриття з Al-Ni, нанесені високошвидкісним плазмовим струменем на підкладинку з технічної мідіза допомогою Резерфордовського і зворотнього розсіювання іонів (РОР і ОР), ядерних реакцій, растрової електронної мікроскопії (РЕМ) з мікроаналізом, рентгенофазового аналізу (РФА), мікротвердості й адгезії. Було виявлено в нанесеному покритті концентрація Ni близько 85%, інші 15% відносяться до Ni3 Al, Ni3 C і, можливо, Ni. Адгезія покриття до підкладинки складає від 28 ± 2,2 до 45 ± 3 МРа, а мікротвердість розрізняється дуже сильно, від 65 ± 3,5 кг/мм2 до (3 ÷ 4,2)⋅102 кг/мм2 . Показано, що в результаті імплантації W у поверхневому шарі виявлене до 7,11 at%. Після опромінення електронним пучком W проникає всередину покриття й у результаті плавлення поверхневого шару покриття концентрація зменшується. Визначено ефективні коефіцієнти дифузії W у покритті.

We studied Al-Ni coatings, which were deposited by a high-rate plasma jet to a substrate of tough pitch copper. Rutherford and back ion scattering (RBS and BS), nuclear reactions, scanning electron (SEM) microscopy with microanalysis (WDS-2), XRD, measurements of microhardness and adhesion were used as the methods of analysis. In the deposited coating we found high Ni concentration reaching 8,5%, the remainder was Ni3 Al, Ni3 C, and possibly NiO. The coating adhesion to the substrate was 28±2,2 to 45 ± 3 MPa, its microhardness differed within a broad range – from 65±3,5 kg/mm2 to (3 ÷ 4.2)⋅102 kg/mm2 . After W ion implantation in the surface layer we found that peak concentration reached 7,11at.%. After electron beam irradiation W penetrated to the coating bulk. As a result of melting occurred in the coating surface layer the peak W concentration fell. We determined the efficient diffusion coefficients of W in the coating.