Введение
1. Экспериментальное оборудование и методы исследования 16
1.1. Экспериментальные ионно-лучевые установки 16
1.1.1. Масс-монохроматор НИИЯФ МГУ 17
1.1.2. Ионно-лучевая установка МИМ-50 17
1.1.3. Приемные камеры ионно-лучевых установок 29
1.1.4. Имплантер ИМП-60/2 34
1.2. Оборудование ионно-плазменной, плазменно-электролитической и химико-термической обработки материалов 37
1.3. Экспериментальный спектрометрический комплекс на циклотроне НИИЯФ МГУ 42
1.4. Аналитическое оборудование и методы исследований 45
1.4.1. Исследование элементного состава 46
1.4.2. Исследование кристаллической структуры 47
1.4.3. Исследование микротопографии поверхности 48
1.4.4. Исследование микротвердости и износостойкости 55
1.5. Методы теоретического анализа и компьютерного моделирования 55
2. Анализ и решение задач спектрометрии ядерного обратного рассеяния протонов околобарьерных энергий в качестве метода исследования поверхностных слоев материалов 61
2.1. Преимущества и проблемы спектрометрии ЯОР протонов околобарьерных энергий для исследования материалов 61
2.2. Закономерности в энергетических спектрах протонов энергии 5-8 МэВ, обратно рассеянных на одно- и двухкомпонентных мишенях 64
2.3. Методика и результаты измерений сечений ЯОР протонов энергии 5-8 МэВ 71
2.3.1. Ядерное обратное рассеяние протонов на карбиде ниобия 71
2.3.2. Ядерное обратное рассеяние протонов на нитриде ниобия 74
2.3.3. Ядерное обратное рассеяние протонов на оксидах металлов 74
2.4. Аналитические и компьютерные методы обработки спектров ЯОР в исследованиях поверхностного слоя материалов 77
3. Применение спектрометрии ЯОР протонов в исследованиях поверхностного слоя материалов 82
3.1. Исследование высокотемпературного окисления и термодиффузионного азотирования металлических сплавов 82
3.1.1. Высокотемпературное окисление жаропрочных сплавов 83
3.1.2. Термодиффузионное азотирование 84
3.2. Исследование керамикоподобных поверхностных слоев, получаемых при плазменно-электролитическом оксидировании 100
3.2.1. Плазменно-электролитическая обработка алюминиевых и магниевых сплавов 102
3.2.2. Особенности морфологии керамикоподобных покрытий на алюминиевых сплавах 106
3.2.3. Плазменно-электролитическая обработка титанового фильтрующего элемента 112
3.3. Исследование ионно-плазменных CrN и TiN покрытий 117
3.4. Применение спектрометрии ЯОР в технологии твердых сплавов 123
3.5. Исследование углерод-азотных материалов, получаемых в поисковых работах по синтезу нитрида углерода 125
3.5.1. Исследование компонентов объемного нитрида углерода 128
3.5.2. Исследование углерод-азотных тонких пленок 136
4. Закономерности высокодознои ионной имплантации в металлы и углеграфитовые материалы 148
4.1. Проблемы модификации свойств материалов при высокодознои ионной имплантации 148
4.2. Зависимость дозы имплантированного азота в поверхностном слое нитридообразующих металлов от флюенса ионного облучения 150
4.3. Имплантация ионов азота в углеграфитовые материалы 153
4.4. Особенности импульсной полиэнергетической ионной имплантации 160
4.5. Трибологическое поведение хромистой стали, имплантированной азотом 165
5. Исследование закономерностей распыления углеграфитовых материалов при высокодозном облучении ионами азота 171
5.1. Актуальные задачи исследований распыления углеграфитовых материалов 171
5.2. Методики экспериментального исследования и компьютерного моделирования 172
5.3. Коэффициенты распыления поликристаллических графитов сравнение результатов эксперимента и компьютерного моделирования 177
5.4. Микротопография ионно-индуцированного рельефа поверхности и ее учет в расчетах коэффициента распыления 182
6. Ионно-индуцированные структурные изменения в углеграфитовых материалах при высокодозном облучении 194
6.1. Особенности радиационного воздействии на углеграфитовые материалы 194
6.2. Проявление ионно-индуцированных изменений структуры поверхностного слоя в температурных зависимостях ионно-электронной эмиссии 195
6.3. Ионно-индуцированные изменения кристаллической структуры поверхностного слоя 200
6.4. Влияние ионно-индуцированных изменений на топографию облучаемой поверхности 209
6.5. Точечные электронные (парамагнитные) дефекты 214
7. Анализ закономерностей и аналитические возможности кинетической ионно-электронной эмиссии 223
7.1. Основные закономерности и выводы теории кинетической ионно-электронной эмиссии. Актуальные задачи исследований 223
7.2. Неаддитивность кинетической ионно-электронной эмиссии при облучении молекулярными ионами азота 231
7.3. Влияние радиационных нарушений 236
7.4. Ионно-электронная эмиссия при сопоставимых потоках на поверхность разреженного газа и быстрых ионов 241
7.5. Определения флюенса облучения полиэнергетическим пучком ионов, генерируемых вакуумно-дуговым ионным источником 249
Выводы 253
