Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation

The properties of Ti41Zr38.3Ni20.7 thin films under radiation-thermal action of hydrogen plasma with a surface heat load of 0.2 MJ/m² was studied at the QSPA Kh-50 quasi-stationary plasma accelerator (NSC KIPT). The phase composition, structural state, and surface morphology were studied using X-ray...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2022
Автори: Malykhin, S.V., Kondratenko, V.V., Makhlai, V.A., Garkusha, I.E., Kopylets, I.A., Borisov, Yu.S., Herashchenko, S.S., Surovitskiy, S.V., Borisova, S.S.
Формат: Стаття
Мова:English
Опубліковано: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2022
Назва видання:Problems of Atomic Science and Technology
Теми:
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/195908
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation / S.V. Malykhin, V.V. Kondratenko, V.A. Makhlai, I.E. Garkusha, I.A. Kopylets, Yu.S. Borisov, S.S. Herashchenko, S.V. Surovitskiy, S.S. Borisova // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 6. — С. 143-148. — Бібліогр.: 30 назв. — англ.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-195908
record_format dspace
spelling irk-123456789-1959082023-12-08T13:02:15Z Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation Malykhin, S.V. Kondratenko, V.V. Makhlai, V.A. Garkusha, I.E. Kopylets, I.A. Borisov, Yu.S. Herashchenko, S.S. Surovitskiy, S.V. Borisova, S.S. Low temperature plasma and plasma technologies The properties of Ti41Zr38.3Ni20.7 thin films under radiation-thermal action of hydrogen plasma with a surface heat load of 0.2 MJ/m² was studied at the QSPA Kh-50 quasi-stationary plasma accelerator (NSC KIPT). The phase composition, structural state, and surface morphology were studied using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. It was found that the quasicrystalline phase and related crystalline phases, the Laves phase, the α-solid solution, and the 2/1 phase of the Ti-Zr-Ni approximant crystal were stable under irradiation with up to 20 hydrogen plasma pulses. The phase composition did not change. It is shown that the changes in the coatings mainly manifest themselves as changes in the substructure of the observed phases. With an increase in the plasma exposure dose, the structure of the quasicrystalline icosahedral phase improves, and the size of the coherence regions increases. In the films consisting of crystalline phases, a partial phase transformation is observed with a redistribution of components between the 2/1 phase of the approximant crystal and the α-solid solution phase. It was found that thin films of the Ti-Zr-Ni system containing a quasicrystalline icosahedral phase, irradiated with radiation-thermal plasma pulses, are less prone to cracking than coatings with crystalline phases of the same system. На квазістаціонарному плазмовому прискорювачі КСПП Х-50 (ННЦ ХФТІ) досліджено характеристики тонких плівок Ti41Zr38.3Ni20.7 при радіаційно-термічному впливі водневої плазми з тепловим навантаженням на поверхню 0,2 МДж/м². Фазовий склад, структурний стан та морфологія поверхні були досліджені методами рентгенівської дифракції та скануючої електронної мікроскопії. Встановлено, що квазікрісталічна фаза, а також споріднені з нею кристалічні фази: фаза Лавеса, α-твердий розчин і фаза 2/1 кристала-апроксиманта Ti-Zr-Ni-системи виявилися стійкими при опроміненні до 20 імпульсів водневої плазми. Фазовий склад якісно не змінюється. Показано, що зміни, які відбуваються в покриттях, в основному проявляються як зміни в субструктурі спостережуваних фаз. Структура квазікристалічної ікосаедричної фази з накопиченням імпульсів впливу вдосконалюється, і розмір областей когерентності збільшується. У плівках, що складаються з кристалічних фаз, спостерігається часткове фазове перетворення з перерозподілом компонентів між фазою 2/1 кристала-апроксиманта і фазою α-твердого розчину. Встановлено, що тонкі плівки Ti-Zr-Ni-системи, що містять квазікристалічну ікосаедричну фазу, при радіаційно-термічних навантаженнях у сумі 20 імпульсами менш схильні до утворення тріщин, ніж покриття з кристалічними фазами тієї ж системи. 2022 Article Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation / S.V. Malykhin, V.V. Kondratenko, V.A. Makhlai, I.E. Garkusha, I.A. Kopylets, Yu.S. Borisov, S.S. Herashchenko, S.V. Surovitskiy, S.S. Borisova // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 6. — С. 143-148. — Бібліогр.: 30 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 52.40.HF DOI: https://doi.org/10.46813/2022-142-143 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/195908 en Problems of Atomic Science and Technology Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language English
topic Low temperature plasma and plasma technologies
Low temperature plasma and plasma technologies
spellingShingle Low temperature plasma and plasma technologies
Low temperature plasma and plasma technologies
Malykhin, S.V.
Kondratenko, V.V.
Makhlai, V.A.
Garkusha, I.E.
Kopylets, I.A.
Borisov, Yu.S.
Herashchenko, S.S.
Surovitskiy, S.V.
Borisova, S.S.
Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation
Problems of Atomic Science and Technology
description The properties of Ti41Zr38.3Ni20.7 thin films under radiation-thermal action of hydrogen plasma with a surface heat load of 0.2 MJ/m² was studied at the QSPA Kh-50 quasi-stationary plasma accelerator (NSC KIPT). The phase composition, structural state, and surface morphology were studied using X-ray diffraction and scanning electron microscopy. It was found that the quasicrystalline phase and related crystalline phases, the Laves phase, the α-solid solution, and the 2/1 phase of the Ti-Zr-Ni approximant crystal were stable under irradiation with up to 20 hydrogen plasma pulses. The phase composition did not change. It is shown that the changes in the coatings mainly manifest themselves as changes in the substructure of the observed phases. With an increase in the plasma exposure dose, the structure of the quasicrystalline icosahedral phase improves, and the size of the coherence regions increases. In the films consisting of crystalline phases, a partial phase transformation is observed with a redistribution of components between the 2/1 phase of the approximant crystal and the α-solid solution phase. It was found that thin films of the Ti-Zr-Ni system containing a quasicrystalline icosahedral phase, irradiated with radiation-thermal plasma pulses, are less prone to cracking than coatings with crystalline phases of the same system.
format Article
author Malykhin, S.V.
Kondratenko, V.V.
Makhlai, V.A.
Garkusha, I.E.
Kopylets, I.A.
Borisov, Yu.S.
Herashchenko, S.S.
Surovitskiy, S.V.
Borisova, S.S.
author_facet Malykhin, S.V.
Kondratenko, V.V.
Makhlai, V.A.
Garkusha, I.E.
Kopylets, I.A.
Borisov, Yu.S.
Herashchenko, S.S.
Surovitskiy, S.V.
Borisova, S.S.
author_sort Malykhin, S.V.
title Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation
title_short Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation
title_full Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation
title_fullStr Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation
title_full_unstemmed Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation
title_sort stability of thin quasi-crystalline ti-zr-ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation
publisher Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
publishDate 2022
topic_facet Low temperature plasma and plasma technologies
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/195908
citation_txt Stability of thin quasi-crystalline Ti-Zr-Ni films and related crystalline phases under low-energy transient plasma irradiation / S.V. Malykhin, V.V. Kondratenko, V.A. Makhlai, I.E. Garkusha, I.A. Kopylets, Yu.S. Borisov, S.S. Herashchenko, S.V. Surovitskiy, S.S. Borisova // Problems of Atomic Science and Technology. — 2022. — № 6. — С. 143-148. — Бібліогр.: 30 назв. — англ.
series Problems of Atomic Science and Technology
work_keys_str_mv AT malykhinsv stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT kondratenkovv stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT makhlaiva stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT garkushaie stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT kopyletsia stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT borisovyus stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT herashchenkoss stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT surovitskiysv stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
AT borisovass stabilityofthinquasicrystallinetizrnifilmsandrelatedcrystallinephasesunderlowenergytransientplasmairradiation
first_indexed 2024-03-31T09:17:51Z
last_indexed 2024-03-31T09:17:51Z
_version_ 1796158105578373120