Influence of implantation doses on the phase composition of UFG-titanium | Izvestiya vuzov. Fizika. 2021. № 2. DOI: 10.17223/00213411/64/2/100

Influence of implantation doses on the phase composition of UFG-titanium

Research on samples of technically pure titanium BT1-0 in UFG state formed by combined method of multiple single axis pressing (abc-pressing), then deformed by multipass rolling in stream rolls at room temperature and further annealed at 573 K, 1 hour is conducted. Then the samples of BT1-0 alloy were additionally annealed at 573 K, 1 hour. These samples were then ionically implanted with aluminum ions at 1×1017, 5×1017 and 10×1017 ion/cm2. The samples were studied in four states: 1) Prior to implantation (samples annealed at 573 K, 1 hour) - the initial state (IS); 2) IS + implantation with aluminum ions by a dose of 1×1017 ions/cm2; 3) IS + implantation with aluminum ions by a dose of 5×1017 ions/cm2; 4) IS + implantation with aluminum ions by a dose of 10×1017 ions/cm2. Researches are executed by methods of X-ray structure analysis, raster electronic microscopy with energy dispersion analysis and transmission diffraction electronic microscopy. For the analysis of the chemical composition of the implanted layer the method of WEEE-spectroscopy was used. The longitudinal and transverse grain sizes and phase composition of the alloy depending on the irradiation dose were determined. It is established that implantation leads to formation of intermetallic phases of Al3Ti and AlTi3, titanium and aluminum oxides Al2O3. Increasing the irradiation dose increases the thickness of the implanted layer without changing its phase composition.

Download file
Counter downloads: 63

Keywords

titanium, structure, annealing, phase, abc-pressing, implantation, aluminum, electron microscopy

Authors

NameOrganizationE-mail
Nikonenko A.V.Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronicsaliska-nik@mail.ru
Popova N.A.Tomsk State University of Architecture and Buildingnatalya-popova-44@mail.ru
Nikonenko E.L.Tomsk State University of Architecture and Building; National Research Tomsk Polytechnic Universityvilatomsk@mail.ru
Kalashnikov M.P.Institute of Strength Physics and Materials Science SB RASkmp1980@mail.ru
Kurzina I.A.National Research Tomsk State Universitykurzina99@mail.ru
Oks E.M.Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronicsoks@fet.tusur.ru
Всего: 6

References

Хирвонин Дж.К. Ионная имплантация. - М.: Металлургия, 1985. - 245 с.
Brown G. // Nucl. Instrum. Methods. - 1989. - V. 37/38. - P. 68-73.
Никоненко А.В., Попова Н.А., Никоненко Е.Л., Курзина И.А. // Междунар. конф. «Перспективы развития фундаментальных наук». Томск, ТГУ, 23-26 апреля 2019. - Томск: Изд-во ТПУ, 2019. - С. 253-255.
Комаров Ф.Ф. Физические процессы при ионной имплантации в твердые тела. - Минск: УП «Технопринт», 2001. - 392 с.
Кайбышев О.А. Сверхпластичность промышленных сплавов. - М.: Металлургия, 1984. - 276 с.
Glezer А.M., Kozlov E.V., Koneva N.A., et al. Plastic Deformation of Nanostructured Materials. - Boca-Raton: CRC Press, 2017. - 334 p.
Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И. и др. Процессы пластического структурообразования в металлах. - Минск: Наука и техника, 1994. - 103 с.
Носкова Н.И., Мулюков Р.Р. Субмикрокристаллические и нанокристаллические металлы и сплавы. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003. - 279 с.
Кайбышев О.А., Утяшев Ф.З. Сверхпластичность, измельчение структуры и обработка труднодеформируемых сплавов. - М.: Наука, 2002. - 438 с.
Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материалы. - М.: Физматлит, 2000. - 224 с.
Курзина И.А., Козлов Э.В., Шаркеев Ю.П. Градиентные поверхностные слои на основе интерметаллидных частиц: синтез, структура, свойства / отв. ред. В.П. Кривобоков. - Томск: Изд-во НТЛ, 2013. - 280 с.
Семенова И.П. Формирование ультрамелкозернистых структур и повышенных механических свойств в малолегированных титановых сплавах комбинированными методами интенсивной пластической деформации: дис. … докт. тех. наук: 05.16.01. - Уфа, 2011. - 267 с.
Семенова И.П. // Российские нанотехнологии. - 2014. - Т. 9. - № 5-6. - С. 84-95.
Иноземцев А.А. // Современные титановые сплавы и проблемы их развития: сб. статей. - М.: ВИАМ, 2010. - С. 43-46.
Ерошенко А.Ю., Шаркеев Ю.П., Толмачев А.И. и др. // Перспективные материалы. - 2009. - № 7. - С. 107-112.
Шаркеев Ю.П., Ерошенко А.Ю., Братчиков А.Д. и др. // Физич. мезомех. - 2005. - Т. 8. - № 7. - С. 91-94.
Fedorischeva M.V., Kalashnikov M.P., Nikonenko A.V., and Bozhko I.A. // Vacuum. - 2018. - V. 149. - Р.150-155.
 Influence of implantation doses on the phase composition of UFG-titanium | Izvestiya vuzov. Fizika. 2021. № 2. DOI: 10.17223/00213411/64/2/100

Influence of implantation doses on the phase composition of UFG-titanium | Izvestiya vuzov. Fizika. 2021. № 2. DOI: 10.17223/00213411/64/2/100