RSS Подписка
Соленое дыхание Энцелада
Линда Спилкер, заместитель главного ученого проекта Кассини – Недавно Кассини обнаружил, что у этой крошечной луны Сатурна есть гейзеры, извергающие из нее воду.
-
Результаты по формированию аморфных сплавов
Если ГЦК-структура не образуется, то для формирования других кристаллических структур требуется некоторая диффузионная перестройка в расположении атомов. Невозможности диффузионного перераспределения на границе отвердевания и обусловливает формирование аморфных структур ниже Т-кривой. Следует, однако, иметь в виду и то, что в настоящее время методика нахождения Т0-кривых не исключает возможность ошибки. Представленные результаты по формированию аморфных сплавов при пикосекундном плавлении, аналогичных по составу и структуре сплавам, созданным методом ионного перемешивания, позволяют рассматривать метод пикосекундной лазерной имплантации как альтернативный методу ионной имплантации. В случае [...]
-
Большая степень кристалличности
Большая степень кристалличности, меньшая дефектность, большие размеры кристаллитов и микровключений второй фазы указывают на то, что структура лазерно-легированных сплавов ближе (на энергетической шкале) к равновесной, чем структура ионно-имплантированных сплавов. В рамках единой концепции быстрого охлаждения такие различия можно объяснить разницей в скоростях охлаждения микрообъемов тепловых пиков и зон импульсного наносекундного лазерного плавления. Иногда также следует учитывать и различия условий быстрого охлаждения в ионно – и лазерно-имплантированных сплавах. При лазерном облучении плавится достаточно большой по объему поверхностный слой матрицы, который охлаждается [...]
-
Метод наносекундного лазерного легирования
Метод наносекундного лазерного легирования позволяет создавать такие неравновесные поверхностные сплавы, которые бывает сложно или практически невозможно получить традиционными металлургическими методами вследствие ограничений термодинамического или теплофизического характера. Метод оказывается эффективным при формировании в поверхностных слоях различных матриц сильно пересыщенных твердых растворов с кристаллической или аморфной структурой, многофазных структур, в которых микро – и субмикровключения второй фазы оказываются сильно диспергированными в решетке сплава. Во многих случаях поверхностные сплавы, созданные методами наносекундной лазерной и ионной имплантации, имеют вполне определенные общие черты в структуре [...]
-
Ионная бомбардировка и лазерное облучение
Ионная бомбардировка и лазерное облучение должны производиться при температурах пленок менее 10 К. Аморфные фазы, формирующиеся после ионного и лазерного облучения, обладают идентичными сверхпроводящими свойствами. Видно, что с повышением дозы ионного облучения, необходимой для осуществления полной аморфизации путем перекрытия зон тепловых пиков, и с повышением интенсивности лазерного облучения, необходимой для проплавления пленки на всю глубину, в ней формируется структура, характеризующаяся одинаковой температурой перехода в сверхпроводящее состояние. Если в системе Аи – В1 на результат структурообразования не влияет различие в скоростях [...]
-
Применение пикосекундного облучения для сплавления
Применение пикосекундного облучения для сплавления № и N0 позволяет получать аморфные структуры, содержащие от 23 до 82% атомов N1 Вне этого концентрационного интервала образуются пересыщенные растворы с ГЦК – или ОЦК – решетками. В случае применения традиционных методов аморфные структуры образуются в интервале концентраций 40-70% №, который лежит точно между Т0-кривыми. Для системы № – Мо применение пикосекундных импульсов излучения позволяет получить аморфные сплавы, содержащие 30, 50 и 60% атомов №. Аморфные структуры формируются вне концентрационной области между Т0-кривыми. Промежуточная [...]
-
Различный характер структурообразования
Различный характер структурообразования при наносекундном лазерном сплавлении элементов Ag и Б1 и Аи и Б1 обусловлен тем, что теплота смешивания жидких сплавов положительна в системе Ag – 81, когда атомная концентрация Б1 превышает 16%, и всегда отрицательна в системе Аи – Бй Поэтому температура эвтектики в системе Ag – Б1 значительно выше, чем в Аи – Б1, что оказывает определяющее влияние на кинетику стеклования. Образование аморфных структур в двойных сплавах, состав которых выходит за пределы возможного концентрационного интервала стеклования, заключенного [...]
-
Образование аморфных структур в двойных сплавах
В системе Аи – Б1 в тех случаях, когда можно было ожидать образование пересыщенных твердых растворов, обнаружено формирование аморфных фаз. Согласно метастабильным. фазовым диаграммам, после импульсного лазерного плавления как сплавов Ag, так и сплавов Аи с Б1 в процессе отвердевания могут зарождаться различные кристаллические структуры и аморфная фаза. На рис. 4.26 представлены рассчитанные зависимости критических скоростей охлаждения расплава, при которых подавляется зарождение кристаллических фаз с решеткой ГЦК алмаза и ГПУ. Расчет показал, что для подавления зарождения кристаллических фаз. в сплаве [...]
-
Влияние термодинамических свойств элементов на аморфизацию
Влияние термодинамических свойств элементов на аморфизацию. Системы элементов Аи – Бі и Ag – Бі имеют во многом похожие равновесные фазовые диаграммы, указывающие на склонность к аморфизации. Эти элементы не смешиваются в твердой фазе и образуют одну эвтектику: стабильные промежуточные фазы на диаграмме отсутствуют. Тем не менее в случае наносекундного лазерного сплавления многослойных пленок из Аи и Бі на подложке из сапфира аморфные фазы образуются практически во всем концентрационном интервале. При лазерном сплавлении в аналогичных условиях пленок из А£ и [...]
-
Влияние скорости охлаждения расплава на аморфизацию
При использовании карты с термохимическими координатами для определения возможности создания аморфного поверхностного сплава методом лазерной имплантации следует иметь в виду, что она не учитывает скорости охлаждения расплавленного поверхностного слоя и его состава, при которых формируется аморфная структура. Скорость же охлаждения расплава и его состав могут оказывать различное влияние на результат структурообразования в разных системах элементов. Рассмотрим несколько характерных примеров. Влияние скорости охлаждения расплава на аморфизацию. При наносекундном (ги = 50 не) лазерном облучении многослойной пленки толщиной до 150 нм, состоящей [...]
-
Модели Мидемы
Однако имеющиеся результаты показывают, что при нано- и пикосекундном лазерном плавлении, как и при ионном перемешивании, три известных эмпирических условия создания стеклообразных структур не всегда удовлетворительно согласуются с экспериментальными результатами. Видно, что ни одно из правил не согласуется полностью с экспериментальными данными. Для определения систем элементов, в которых можно создавать стеклообразные сплавы импульсным плавлением, по аналогии с анализом ионно-имплантированных сплавов в предложено размещать символы двойных лазерно-легируемых сплавов в двух координатной плоскости. В качестве координат выбраны термохимические параметры: отношение атомных радиусов [...]
-
Критерий лазерно-индуцированной аморфизации
Наряду с аморфной фазой при лазерной имплантации Си в ггв отдельных участках сплава образуются микровключения метастабильной фазы и – Ъх, а- Ъх и СиЪх2-Такое многообразие структур и фаз, образующихся при лазерной имплантации Си в Ъх, в объясняется влиянием ряда факторов. Лазерное облучение систем пленка – матрица путем частичного перекрытия зон воздействия приводит к тому, что в различных участках поверхности структура сплава формируется в разных условиях. Так, некоторые участки подвергаются только одноразовому плавлению, другие после первого плавления подвергаются затем тепловому воздействию, [...]
-
Охлаждение жидких сплавов
Лазерную имплантацию Си в поликристаллические образцы Ъх проводили по методике, аналогичной методике лазерной имплантации Та в №. Варьированием толщиной пленки Си и интенсивностью лазерного облучения получены сплавы 2г(Си), максимальная атомная концентрация Си в которых по результатам измерений методом ОР составляла от 24 до 69%. Исследования лазерно-имплантированных образцов методом РМА показали достаточно однородное распределение меди по поверхности сплавов. Однако исследования тонкого лазерно-имплантированного образца Ъх, содержащего в поверхностном слое до 32% атомов Си, методом ПЭМ показали, что поверхностный слой состоит из аморфных [...]
-
Формирование неоднородной по глубине структуры
Формирование неоднородной по глубине структуры поверхностного сплава №(Та) может быть, обусловлено как неоднородным по глубине распределением атомов Та, так и различной скоростью движения границы отвердевания в глубоких и приповерхностных слоях расплава. Интересно отметить, что картина дифракции электронов, полученная от аморфного лазерно-имплантированного сплава № (Та), отличается от картины дифракции электронов, полученной от аморфных сплавов №(Та), которые создавались традиционным методом быстрого охлаждения жидкого сплава. Применение этого метода для жидкого сплава №(Та) позволяет получить аморфную структуру, если атомная концентрация Та в сплаве не [...]
-
Кристалличность структуры
Однако при больших концентрациях Ъх этот процесс нарушается. Для формирования аморфной структуры при лазерной имплантации Ъх в № требуется примерно столько же циркония, сколько его требуется для получения аморфного сплава №(гг) традиционными методами быстрого охлаждения жидких сплавов. В проведена лазерная имплантация Та в № путем наносекундного (£и = 130 не) облучения на воздухе системы Та (80 нм)-№. Сплав № (Та), содержащий до 50% атомов Та, создан на достаточно большой площади поверхности матрицы № путем многократного облучения с частичным перекрытием зон [...]
-
Структурообразование сплавов, склонных к аморфизации
Это указывает на большие потенциальные возможности в создании новых аморфных сплавов методом лазерной имплантации. Однако при лазерной имплантации расплав охлаждается в условиях идеального контакта с кристаллической матрицей, которая может играть роль зародыша в развитии процессов кристаллизации. Интересно рассмотреть влияние этого фактора на структурообразование лазерно-имплантированных сплавов элементов, склонных к образованию аморфных структур при традиционной методике быстрого охлаждения жидких сплавов. Характерными примерами систем элементов, склонных к образованию аморфных сплавов, являются системы № – Ъх, № – Та, Ъх – Си. На их [...]
-
Создание аморфных поверхностных сплавов
Структура окружения различных атомов Бп в агломератах может различаться, что обусловливает относительное уширение резонансных линий в дублете 2. Природа линии 3 на ЭМ – спектрах не совсем ясна, например, она может соответствовать атомам Бп, внедренным в тонкий поверхностный слой загрязнения на Сг. Отметим, что процессы фазовой сегрегации атомов олова при формировании ионно-имплантированного сплава Сг (Бп) не исключают получения здесь аморфной структуры. Вероятно, это вызвано тем, что времена, в течение которых развиваются эти процессы, при ионной имплантации существенно меньше (порядка Ю-11 [...]
-
Развитие процессов направленного сближения атомов
Поэтому форма этой линии сильно зависит от температуры измерения и от степени совершенства кристаллической решетки хрома. Как видно из формы ЭМ – спектра 119Бп, измеренного для относительно разбавленного ионно-имплантированного сплава Сг (Бп), он состоит в основном из линии 1. Однако при повышении дозы имплантируемых ионов Бп в мёссбауэровских спектрах сплавов Сг (Бп) относительная интенсивность линии. 1 уменьшается, а возрастает интенсивность дублета 2. Параметры этого дублета во многом совпадают с параметрами дублета в ЭМ – спектре 119Бп, измеренном для лазерно-имплантированного сплава [...]
-
Результаты сравнительных мёссбауэровских исследований
Например, показано, что при ионной имплантации с невысокими концентрациями легирующих атомов образуются пересыщенные твердые растворы. При больших концентрациях могут формироваться аморфные сплавы. При наносекундной лазерной имплантации образуются многофазные кристаллические сплавы. Однако результаты сравнительных мёссбауэровских исследований высоколегированных ионно – и лазерно-имплантированных сплавов несмешиваемых элементов указывают на существование некоторой общности в атомной структуре окружения ионно – и лазерно-имплантированных атомов в матрицах этих сплавов. Показаны ЭМ – спектры сплавов, полученных методом имплантации ионов u9Sn с энергией 50 кэВ в электро химически полированные поликристаллические [...]
-
Структура субмикровключений
В проведено наносекундное электронное облучение – ионно-имплантированного сплава из несмешиваемых элементов Си (Та). Если исходный ионно-имплантированный сплав Си(Та) обладал аморфной структурой, то после импульсного плавления ионно-имплантированного слоя было обнаружено эпитаксиальное восстановление кристаллической структуры Си, а атомы Та, согласно измерениям методом ОР, занимали неупорядоченное положение в решетке Си. Это указывает на возможную преципитацию атомов Та в Си. В случае импульсного плавления, ионно-имплантированных сплавов из несмешиваемых элементов можно считать, что новая структура формируется в результате быстрого охлаждения относительно гомогенной по составу (в [...]
-
Метод наносекундной лазерной имплантации
Таким образом, метод наносекундной лазерной имплантации позволяет провести поверхностное легирование в системе несмешиваемых элементов Сг – Бп. Однако за время импульсного плавления поверхностного слоя матрицы наряду с внедрением атомов легирующего элемента развиваются процессы преципитации, которые исключают возможность получения гомогенных (в микрообъеме) сплавов типа кристаллических твердых растворов или аморфных структур. Во многом аналогичная картина структурообразования наблюдается и после наносекундного плавления поверхностных ионно-имплантированных сплавов несмешиваемых элементов. Так, в изучено изменение структуры ионно-имплантированного сплава №(А£) после лазерного облучения импульсом длительностью 130 не. В [...]
