Резерфордовское обратное рассеяние

Формирование поверхностных легированных слоев титана после воздействия КПП при Q = 13-23 Дж/см2 с постоянной концентрацией легирующего элемента по глубине слоя подтверждается также результатами резерфордовского обратного рассеяния (POP) (рис. 3.7).

Исследование элементного состава образцов осуществлялось на ускорителе High Voltage Engineering tandetron system с использованием ионов He с энергией 6 МэВ. Угол обратного рассеяния составлял 170°. При снятии спектров ток частиц на образец не превышал 50 нА. В таких условиях радиационное повреждение образцов и степень распыления их поверхности можно считать пренебрежимо малыми. Вывод спектров производился на 1024-канальный анализатор, энергетическая ширина канала которого составляла 5,7 кэВ. Ширина пучка не превосходила 1 мм. Расчет распределения элементов по глубине проводился с помощью программы SIMNRA с учетом нерезерфордовских сечений рассеяния. Относительная погрешность определения концентрации легирующих элементов в титане не превышала 4%.

Толщина анализируемого методом POP слоя (?) оценивалась по следующему выражению [116]:

где Км - кинематический фактор; Е0 - энергия бомбардирующего иона; г - фактор эффективного сечения торможения; N - атомная плотность вещества.

Спектры POP систем Mo/Ti (а) и Zr/Ti (б) после воздействия КПП при Q = 13 Дж/см (/), Q = 19 Дж/см (2) и Q = 23 Дж/см (3)

Рис. 3.7. Спектры POP систем Mo/Ti (а) и Zr/Ti (б) после воздействия КПП при Q = 13 Дж/см2 (/), Q = 19 Дж/см2 (2) и Q = 23 Дж/см2 (3)

Используя в = 81-10 15 эВ-см2, Км = 0,717 и N - 5,66 1022 см-3, для титана глубина анализируемого слоя составляет ~6 мкм. Наличие в поверхностном слое атомов легирующих элементов будет приводить к изменению глубины анализируемого слоя.

Согласно результатам POP, концентрация молибдена в поверхностном слое титана после воздействия тремя импульсами

КПП при Q = 13-23 Дж/см2 уменьшается соответственно с 13 до 4,6 ат.%, а концентрация атомов циркония в системе Zr/Ti - с 12 до 4,9 ат.% (см. рис. 3.7). Результаты согласуются с результатами, полученными с помощью РСМА.

Методом POP в поверхностном слое титана после воздействия КПП также обнаружено присутствие легких примесей, таких, как углерод, кислород и азот.

Присутствие азота в поверхностном слое обусловлено в первую очередь формированием плазменных потоков в остаточной атмосфере азота. Наличие таких примесей, как кислород и углерод, обусловлено недостаточной степенью вакуумной откачки камеры компрессора.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >