Эффект дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах

Шаркеев, Юрий Петрович

Эффект дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Шаркеев, Юрий Петрович АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Томск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2000 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Эффект дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах»

Автореферат диссертации на тему "Эффект дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах"

РГБ ОД - з мл» Ч

На правах рукописи

ШАРКЕЕВ ЮРИЙ ПЕТРОВИЧ

ЭФФЕКТ ДАЛЬНОДЕЙСТВИЯ В ИОННО-ИМПЛАНТИРОВАННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ: ДИСЛОКАЦИОННЫЕ г СТРУКТУРЫ, СВОЙСТВА, НАПРЯЖЕНИЯ, МЕХАНИЗМЫ

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Томск 2000

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строительном университете и Институте физики прочности и материаловедения СО РАН

Научный консультант: доктор физико-математических наук,

профессор Козлов Эдуард Викторович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Арефьев Константин Петрович; доктор физико-математических наук, профессор Калин Борис Александрович; доктор физико-математических наук, профессор Ротштейн Владимир Петрович

Ведущая организация: Институт электрофизики УрО РАН

Защита состоится 28 апреля 2000 г. в 1430 часов на заседании диссертационного совета Д. 003.61.01 при Институге физики прочности и материаловедения СО РАН по адресу: 634021, г. Томск, пр. Академический, 2/1 (факс: 3822-259576)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института

Автореферат разослан 27 марта 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математическихдшзас^ профессор

льков С. Н.

B3M.Jit.03

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В течение 20-30 лет внимание исследователей привлечено в нашей стране и за рубежом к проблеме ионной модификации поверхностей конструкционных материалов. Широкий спектр выполненных исследований по взаимодействию потоков заряженных частиц с твердым телом не только показал высокую перспективность использования пучков ускоренных ионов в качестве уникального инструмента для модификации оптических, магнитных, химических, механических и других поверхностных свойств различных материалов (металлы, сплавы, диэлектрики, полупроводники), но и определил технологические направления, где ионные пучки уже успешно применяются. Разработан и эксплуатируется ряд ионных источников, позволяющих формировать ионные пучки практически любого элемента из периодической таблицы Менделеева с энергией от килоэлектронвольт до единиц Гигаэлектронвольт. В случае металлических материалов, где для модификации свойств требуются высокие дозы ионного облучения, обычно применяют источники, позволяющие получать ионные пучки с энергией в интервале от десятков до сотен килоэлектронвольт. Такие ионные источники имеют относительно низкую стоимость и высокую контролируемость и повторяемость режимов ионной обработки. Обработка поверхности материала пучком ускоренных ионов и получила название «ионная имплантация».

лений и метастабильных фаз, происходит аморфизация, имеел место распыление и т. п. Результаты экспериментального и теоретического исследований процессов, имеющих место в поверхностном ионно-легируемом слое при бомбардировке мишеней ускоренными ионами, представлены в тысячах статей и в десятках монографий и обзоров. Можно утверждать, что природа процессов, происходящих именно в поверхностном легируемом при ионной имплантации слое мишени, в значительной мере изучена и во многом понята. Имеющиеся теоретические модели и экспериментальные данные позволяют, как правило, предсказывать и прогнозировать те модифицирующие изменения, которые происходят в поверхностном слое мишени при ионной имплантации.

Между тем, некоторые экспериментальные факты, полученные при исследовании различных свойств и микроструктуры ионно-имплантированных материалов, свидетельствовали, что влияние ионных потоков при облучении ряда полупроводниковых и металлических материалов не ограничивается тонким поверхностным слоем, где происходит торможение внедряемых ионов, а распространяется на существенно большие расстояния. Подобные результаты были получены, прежде всего, для таких механических свойств как микротвердость, износостойкость, коэффициент трения и т. п. На момент начала исследований по данной работе в научной периоднке уже появились первые сообщения и о возможном изменении структурно-фазового состояния при ионной имплантации в более глубоких слоях мишени по сравнению с толщиной поверхностного легированного слоя. В работах, опубликованных П. В. Павловым и Д. И. Тетельбаумом, Д. К. Судом и Г. Дирнли, В. С. Хмелевской и Малынки-ным В. Г., В. Н. Черниковым и А. П. Захаровым, М. И. Гусевой, В. М. Анищиком, Ю. А. Перловичем, А. Н. Диденко и А. Е. Лигачевым, Л. М. Мэтом и С. А. Б. Болом, Овчинниковым В. В.,имелись отдельные сведения о дальнодействующем влиянии ионной имплантации на структуру и свойства полупроводниковых и металлических материалов. Данное явление получило название эффекта дальнодействия.

К началу выполнения настоящего исследования не было ясно, носит ли эффект дальнодействия общий характер и имеет ли место при ионной импланта-

ции любых кристаллических материалов. Основные закономерности этого явления и его физическая природа не были изучены. Необходимость всестороннего исследования нового эффекта была вызвана не только фундаментальными, но и прикладными аспектами. Дальнодействующая модификация микроструктуры при ионной имплантации различных материалов, особенно металлических конструкционных материалов, может быть еще одним фактором повышения поверхностных свойств, что необходимо учитывать при разработке новых технологий, включающих ионную имплантацию как основной процесс.

Настоящая работа посвящена всестороннему изучению нового фундаментального явления при ионной имплантации кристаллических тел - эффекта дальнодействия в металлических материалах.

Целью работы яплялось экспериментальное и теоретическое исследование дефектной структуры, формирующейся при высокодозовой ионной имплантации в приповерхностном слое металлических материалов с анализом физической природы эффекта.

Для реализации указанной цели в работе решались следующие экспериментальные и теоретические задачи:

1. Экспериментальное систематическое исследование закономерностей формирования дефектных структур в приповерхностном слое при ионной имплантации металлических мишеней различного класса, имеющих различное исходное структурное состояние и характер упрочнения: чистые малодефектные металлы, металлы с развитой дислокационной структурой, твердые растворы, сплавы с дисперсными выделениями, многофазные сплавы.

2. Поиск и анализ функциональных зависимостей между количественными характеристиками дефектной структуры, формирующейся в подслое ионно-имплантируемой мишени, структурно-фазовым состоянием поверхностного ионно-легируемого слоя и параметрами ионной имплантации.

3. Экспериментальное измерение и теоретический расчет напряжений, генерируемых в металлических мишенях при ионной имплантации.

4. Исследование проявления эффекта дальнодействия в ионно-имплантированных материала); на различных масштабных уровнях при последующей активной пластической деформации.

5. Исследование проявления эффекта дальнодействия в механических характеристиках металлических материалов и формирование теоретических подходов для оценки микротвердости ионно-имплантированных материалов на основе экспериментальных данных исследования микроструктуры поверхностного и приповерхностного слоев ионно-имплантированных материалов и моделей деформационного упрочнения.

6. Развитие теоретических подходов и механизмов эффекта дальнодействия в ионно-имплантируемых металлических материалах.

При решении поставленных задач были использованы современные методы структурных исследований (просвечивающая электронная микроскопия, оптические методы, рентгеноструктурный анализ, Оже электронная спектроскопия и вторичная ионная масс спектроскопия), метод лазерной интерферометрии для измерения напряжений в мишени в процессе ионной имплантации, теоретические оценки и математическое моделирование, различные методы механических испытаний (измерение микротвердости, испытание на износ, одноосное растяжение и сжатие).

Научная новизна работы. Основные результаты работы не имеют аналогов в российской и зарубежной научной литературе. Впервые получены систематические комплексные экспериментальные и теоретические результаты о фундаментальном явлении, имеющем место при взаимодействии пучков ускоренных ионов с кристаллическим телом - эффекте дальнодействия. Установлены количественные зависимости меоду параметрами дефектных структур, формирующихся в приповерхностной зоне металлических материалов, и параметрами ионной имплантации и характеристиками химических элементов, внедряемых в мишень при имплантации. Показано, что дислокационные структуры в ионно-имплантированных металлах и сплавах подобны дислокационным структурам деформированных металлов. Показано, что дислокации в приповерхностном слое ионно-имплантируемой мишени образуются вследствие пластической де-

формации подслоя, обусловленной изгибом мишени; инжекции дислокаций, дислокационных петель и точечных дефектов из поверхностного легируемого слоя в поле статических и динамических напряжений. Полученные результаты представляют теоретическую и практическую ценность для развития физики ионной имплантации и представляют несомненный интерес для построения теории эффекта дальнодействия.

Пра1сгическая значимость работы заключается в том, что получен систематизированный комплекс экспериментальных и теоретических данных об эффекте дальнодействия в ионно-имплантируемых металлических материалах. Полученные результаты позволяют целенаправленно планировать эксперименты по исследованию проявления эффекта дальнодействия не только при ионной имплантации, но при других видах энергетического воздействия (потоки заряженных частиц, включая пламенное воздействие, и электромагнитное излучение различной природы). Это также дает возможность целенаправленно вести разработку технологических процессов, в основе которых лежит метод ионной имплантации, для модификации поверхностных свойств конструкционных металлических материалов. Результаты исследования дефектных структур, формирующихся в приповерхностных слоях металлических материалов при ионной имплантации, позволяют целенаправленно оценивать их вклад в такие свойства металлов и сплавов как износостойкость, твердость, усталость и т. п.

Изложенные в работе результаты представляют собой основу научного направления, которое можно сформулировать следующим образом: «Эффекты дальнодействия в кристаллических материалах при ионной имплантации».

Основные положения, выносимые на защиту. 1. Эффект дальнодействия при ионной имплантации металлических материалов заключается в формировании дефектной структуры (неразориентирован-ные дислокационные субструктуры и дислокационные пегли) в приповерхностном слое мишени. Толщина этого подслоя с возросшей при ионной имплантации плотностью дислокаций для различных материалов достигает 50 мкм и более, что значительно больше толщины легируемого поверхностного слоя. Зависимость скалярной плотности дислокаций от расстояния до

облученной поверхности имеет максимум, локализованный, как правило, на расстоянии 10-15 мкм от поверхности мишени.

2. Установленные зависимости количественных параметров дефектных структур, формирующихся в приповерхностном слое чистых неупрочненных металлов в зависимости от параметров ионной имплантации (дозы падающих ионов и дозы внедренных ионов, интенсивности ионного потока) и характеристик химического элемента, внедряемого при имплантации (радиуса и атомной массы, растворимости в мишени).

3. Экспериментально установленные закономерности формирования дефектных структур в приповерхностном слое упрочненных металлов и сплавов в зависимости ог их структурно-фазового состояния и параметров упрочнения.

4. Подобие дислокационных структур, формирующихся в приповерхностном слое металлических мишеней при ионной имплантации, дислокационным структурам металлов, деформированных от нескольких до 10-15 %.

5. Результаты экспериментального анализа и теоретических оценок напряжений, генерируемых в поверхностном слое мишени при ионной имплантации, и остаточных напряжений.

6. Экспериментально установленные закономерности проявления эффекта дальнодействия в механических характеристиках ионно-имплантированных металлических мишеней и на мезоскопическом масштабном уровне при их активной пластической деформации.

7. Концепцию эффекта дальнодействия, включающую математическую модель динамического движения дислокаций в приповерхностном слое ионно-имплантируемых металлов и сплавов, и роль статических и динамических напряжений в генерации дефектных структур в приповерхностном слое металлической мишени при ионной имплантации.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных методов исследования структуры и свойств ионно-имплантированных материалов, анализом литературных данных и сопоставлением последних с результатами, полученными в ходе выполнения настоящей работы.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих Международных, Всесоюзных и Российских конференциях, симпозиумах и семинарах: 1-ой, 2-ой, 3-ей Всесоюзных конференциях "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц" (Томск, 1988; Свердловск, 1991.; Томск, 1994), 4-ой Всероссийской конференции "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц" (Томск, 1996), 7-ом, 8-ом, 9-ом Всесоюзных симпозиумах по сильноточной электронике (Томск, 1988; Свердловск, 1990; Пермь-Москва, 1992), 4-ом, 5-ом Всесоюзных семинарах "Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов" (Свердловск, 1987, 1990), 1-ом, 2-ом, 3-ем Всесоюзных семинарах "Структурно- морфологические основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий" (Обнинск, 1991, 1993, 1995), 8-ой конференции, 9-ой, 10-ой Международных конференциях "Радиационная физика и химия неорганических материалов (Томск, 1993, 1996, 1999), 11-ой, 12-ой Всесоюзных конференциях и 14-ой Международной конференции "Физика прочности и пластичности металлов и сплавов" (Куйбышев, 1986, 1989; Самара, 1995), Всесоюзной конференции "Ионно-лучевая модификация материалов" (Каунас, 1989), 8-ой Всесоюзной конференции "Взаимодействие атомных частиц с твердым телом" (Москва, 1987), Всесоюзных семинарах "Пластическая деформация материалов в условиях внешних энергетических воздействий" (Новокузнецк, 1988, 1991), 1-ом Международном совещании стран СЭВ "Радиационная физика твердого тела" (Сочи, 1989), 2-ой Всесоюзной конференции "Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов" (Юрмала, 1990), 2-ом Всесоюзном семинаре "Взаимодействие ионных пучков с атомами и поверхностью твердого тела" (Новгород, 1986), 1-ом Международном семинаре "Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах" (Барнаул, 1992), 12-ом Научно-техническом совещании по тепловой микроскопии "Структура и прочность материалов в широком диапазоне температур" (Москва, 1986), 1-ом Международном симпозиуме "Ионно-лучевые технологии" (Дубна, 1995), Международной школе "Ионно-лучевые технологии модифика-

ции поверхности" (Томск, 1996), Международной конференции "Ионная имплантация и ионно-лучевое оборудование" (Елините, Болгария, 1990), 1-ой Республиканской конференции по физической электронике (Ташкент, 1995), 3-ей Международной школе-семинаре "Эволюция дефектных структур в конденсированных средах" (Барнаул, 1596), 4-ом Всероссийском семинаре "Физические и физико-химические основы ионной имплантации" (Нижний Новгород, 1998), 4-ой, 5-ой Международной конференции "Компьютерное конструирование перспективных материалов и технологий" (Томск, 1995; Байкальск, 1997), Осеннем собрании общества MRS (Бостон, США, 1991) 6-ой, 7-ой, 8-ой, 9-ой Международных конференциях "Поверхностная модификация металлов ионными пучками" (Рива де Гарда, Италия, 1988; Вашингтон, США, 1991; Каназава, Япония, 1993; Сан-Себостьян, Испания, 1995), 6-ой, 7-ой, 8-ой, 9-ой Международных конференциях "Ионно-лучевая модификация материалов" (Токио, Япония, 1988, Кноксвилл, США, 1990; Гейдельберг, Германия, 1992; Австралия, 1994), 12-ой Международной конференции "Технология ионной имплантации" (Киота, Япония 1998), 24-ой, 25-ой, 26-ой Международных конференциях "Металлургические покрытия и тонкие пленки "(Сан-Диего, США, 1997,1998,1999).

Структура и объем диссертации. Диссертация сосгоит из пяти глав, введения, заключения и выводов и списка цитируемой литературы, включающего 386 наименований. Диссертация содержит 425 страниц, в том числе 219 страниц текста, 143 рисунка и 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается краткое обоснование актуальности работы, формулируется цель и задачи работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводятся сведения об ионной имплантации, как методе модификации структуры и свойств материалов. Рассматриваются основные элементарные процессы, которые имеют место при взаимодействии ускоренных ионов с твердым телом, приводятся основные характеристики этих процессов и

формулы для их оценки, полезные экспериментатору. Дается краткий обзор и анализ структурно-фазовых превращений, которые имеют место в поверхностном ионно-легируемом при имплантации слое.

Отмечается, что основное внимание исследователей было сосредоточено на изучении тонкого поверхностного легируемого при ионной имплантации слоя, толщина которого примерно равна Нр+(2-3)-АЯр, где Ер - величина проективного пробега ионов в мишени, а Шр - среднеквадратичный разброс пробегов ионов. Как правило, энергия ионов при обычной имплантации не превышает 200 кэВ, величина Ир составляет десятки нанометров, а максимальная толщина легируемого поверхностного слоя при этом оказывается не более 100 нм.

В указанном поверхностном слое происходит изменение химического состава (легирование) и структуры (появление радиационных дефектов, образование выделений и метастабильных фаз, аморфизация и т. п.). При высокодозовой ионной имплантации в поверхностном слое формируется дислокационная структура высокой плотности, возникает большое количество дислокационных петель. Процессы, имеющие место в поверхностном легируемом слое облучаемой мишени, изучены достаточно полно как экспериментально, так н теоретически.

Исследование ионно-имплантированных кристаллических мишеней показало, что область влияния ионной имплантации при комнатной температуре не ограничивается тонким поверхностным слоем, где имеет место легирование. Оказалось, что область влияния ионной имплантации при комнатных температурах может простираться на глубины в десятки микрон, т.е. толщина модифицированного слоя была на несколько порядков больше, чем проективный пробег ионов. При этом наблюдалась корреляция между экспериментальными данными по исследованию структурно-фазового состояния ионно-модифицированных мишеней и данными по измерению микротвердости, износостойкости и других механических характеристик по глубине. Данное явление получило название "эффект дальнодействия".

Если характер изменения структуры непосредственно вблизи облученной поверхности, в целом, согласуется с имеющимися в настоящее время теоретическими представлениями о взаимодействии ионов с твердым телом, то природа

дальнодействующего влияния ионных пучков на микроструктуру металлов была неизвестной, и даже в какой-то мере загадочной. Необходимо отметить, что эффекты дальнодействия наблюдались и в полупроводниках, что свидетельствовало об общности и фундаментальности этого явления для кристаллических тел при ионной имплантации.

Как было установлено в дальнейшем, эффект дальнодействия при имплантации заключается в изменении структурно-фазового состояния в приповерхностном слое облучаемой мишени, толщина которого существенно больше (по крайней мере, на порядок) толщины легируемого поверхностного слоя.

Приводится полный систематический обзор истории исследования эффекта дальнодействия в кристаллических телах при ионной имплантации с полным списком работ, опубликованных в печати исследователями, включая автора, на момент завершения работы. Результаты обзора сведены в таблицу, в которой приведены инициалы и фамилии авторов, выполнявших исследование, временной интервал, в течение которого авторы публиковали данные, материал мишени, подвергавшийся ионной имплантации, параметры ионной имплантации, метод исследования и основные результаты. Все работы приведены в хронологическом порядке их опубликования.

Все экспериментальные результаты, приведенные в таблице, можно разделить на две группы. К первой группе необходимо отнести работы, в которых авторы зарегистрировали существенное повышение физико-механических характеристик (микротвердость, износостойкость) для различных материалов на глубинах от единиц до десятков (и даже сотен) микрон. Необходимо отметить, что измерение микротвердости ЯЕ1Ляется одним из массовых способов определения механических характеристик.

Вторая группа работ - это работы, в которых обнаружено: а) аномально глубокое залегание дефектов, индуцированных ионным облучением (дислокационных петель, пор, точечных дефектов и кластеров точечных дефектов); б) формирование дислокационных структур и изменение структурно-фазового состояния в приповерхностных слоях, толщина которых много больше толщины легируемого при имплантации поверхностного слоя. В качестве методов иссле-

дования авторы использовали разнообразные методы: метод каналирования a-частиц, просвечивающую дифракционную электронную микроскопию, рент-геноструктурный анализ, полевую ионную микроскопию, метод ядерного гамма-резонанса и другие.

Вторая глава посвящена экспериментальному исследованию дефектных структур, формирующихся в приповерхностном слое металлов и сплавов при иысокодозовой ионной имплантации. Начало второй главы предваряет схема приповерхностных областей мишени, в которых имеет место изменение структурно-фазового состояния при ионной имплантации (рис. 1). На рис. 1 п(х) - концентрация ионно-имплантируемых атомов; р(х) - скалярная плотность дислокаций; S(0) и S(t) - положения поверхности мишени до и после ионной имплантации. В имплантированной мишени необходимо различать две области. Первая область локализована около облучаемой поверхности, в которой происходит изменение химического состава и микроструктуры. Она носит название "поверхностный легируемый слой" или "имплантированная зона".

Вторая область - приповерхностный слой (подслой), расположенный непосредственно за поверхностным слоем. В подслое обнаружено: а) аномально глубокое залегание дефектов, индуцированных при ионной имплантации, таких как точечные дефекты, дислокационные петли и поры; б) изменение структурно-фазового состояния; в) образование дислокационной структуры высокой плотности.

В настоящем исследовании выполнены детальные экспериментальные исследования дислокационной структуры, формирующейся в указанном слое металлов и сплавов при высокодозовой ионной имплантации. Результаты этих исследований и приведены в данной главе. Эффект дальнодействия был изучен на ряде металлов и сплавов. Для исследования были выбраны чистые поликристаллические хорошо отожженные металлы с низкой плотностью дислокаций (a-Fe, Cu, Мо), а также деформированная поликристаллическгя Си, монокристаллы дисперсно-упрочненного сплава Си-Со-А1, технический сплав ВТ-18, разупоря-доченный сплав Ni3Fe и мелкокристаллический Мо.

п(х)А

ц; ?

(Т) ъ

(Т) 3 а: а 5 1 3(0

(Т1 ъ

Ш ?

ш >

ш ?

Б(0)

Дислокационная структура в меди до ионной имплантации А

Образование

точечных дефектов, дислокационных петель, выделений, пор и дислокационной структуры высокой плотности

Аморфизация Радиационно-наведенная сегрегация Раднацнонно-

Легируемый поверхностный слой

Формирование дислокационной структуры высокой плотности

Аномально глубокое залегание ионно-индуцнрованнык дефектов:

-дислокационных петель -точечньа дефектов -пор

Изменение структурно-фазового состояния

Приповерхностный слой (подслой)

%Дислокационная структура в подслое меди после ионной имплантации

О <0.1 1-10 10-50

Рис. 1. Схема физических процессов в металлической мишени при ионной имплантации

л:, мкм

Для ионной имплантации выбирались ионы различных химических элементов, атомы которых отличались по массе и радиусу. При этом, как правило, с целью усиления эффекта подбирались химические элементы с низкой растворимостью. Ионная имплантация проводилась в непрерывном и частотно-импульсном режимах с использованием ионных источников «Радуга», «Диана», «Везувий» и «Вита». При ионной имплантации варьировались доза падающих ионов, интенсивность ионного потока. Энергия ускоренных ионов изменялась от 40 до 230 кэВ. Во всех случаях контролировалась температура мишени, которая обычно не была выше 100°С. Характеристики объектов исследования и параметры ионной имплантации приведены в таблице 1. Как правило, образцы для ионной имплантации готовились в виде пластинок толщиной 300-400 мкм. Специально разработанная методика позволяла получать тонкие фольги для электронной микроскопии из ионно-имплантированных образцов для любого расстояния от облученной поверхности с точностью, лучше 1 мкм.

В полном мере эффект дальнодействия проявляется в предварительно хорошо отожженных чистых металлах. Эффект дальнодействия характеризуется несколькими основными признаками.

Во-первых, при ионной имплантации происходит значительное возрастание плотности дислокаций в слое, лежащем непосредственно за поверхностным легируемом при имплантации слоем.

Вторая особенность - это значительная протяженность области с возросшей плотностью дислокаций по сравнению с толщиной поверхностного ионно-легированного слоя. Протяженность этого слоя в глубину облучаемого материала может достигать -50 мкм и более, что значительно превышает толщину имплантированной области.

Третья особенность - значительная неоднородность дислокационной структуры в сечениях, параллельных и перпендикулярных поверхности облучаемой мишени.

Таблица 1

Объект исследования Кристаллическая решетка Средний размер зерна, мкм Параметры ионной имплантации

Тип ионов Энергия ионов, кэВ Доза падающих ионов, ион-см"2

a-Fe оцк 270 N, С, Fe, W, Hf, Аг 40-150 1-1015-1-1018

Cu гцк 460 Hf, Ni, Zr, Ti 72-130 1-1017-4,6-1017

Мо оцк 40 С, Cu, Мо, Pb 85-226 1-1015-5Т017

Объект исследования Характеристика материала Параметры ионной имплантации

Поликристаллическая деформированная медь Размер зерна - 460 мкм Величина деформации - 6 и 30 % Средняя плотность дислокаций: £=6%-р= 1,3-Ю10 см'2; г=30%-р = 2,2-10шсм"2 Катод - Ш Ускоряющее напряжение -40 кВ Доза падающих ионов -1-Ю17 ион-см'2

Монокристаллы сплава Cu-Co-Al Двухфазное состояние: матрица сплава - твердый раствор А1 в Си и частицы фазы СоА1. Размер частиц СоА1 - 20x80x370 нм. Расстояние между частицами - 300 нм, плоскость пластинок - (100) и (111). Средняя плотность дислокаций -8"109 см"2 Катод - Ш Ускоряющее напряжение -40 кВ Доза падающих ионов -МО17 ион-см"2

Сплав ВТ-18 Двухфазное состояние: пакеты пластин о>титана, по границам пластин находятся прослойки р-титана Средняя плотность дислокаций -(4-6)109 см"2 Катод - В, Ьа, Рс1 Ускоряющее напряжение -40 кВ Доза падающих ионов -МО17; 3-Ю17 ион-см"2

Сплав Ni3Fe Средний размер зерна - 50 мкм Средняя плотность дислокаций -1-Ю9 см"2 Катод - 2г+С+№0 Ускоряющее напряжение -50 кВ Доза внедренных ионов -1,5х1017; Зх1017 ион-см"2

Мелкокристаллический Мо Средний размер зерна - 2,5 мкм Средняя плотность дислокаций -0,5-10" см"2 Катод - Бу Ускоряющее напряжение -40 кВ Доза падающих ионов -0,9-1017 ион-см"2

Четвертой особенностью эффекта дальнодействия является формирование неразорнентированных дислокационных субструктур. В подслое с повышенной плотностью дислокаций наблюдаются следующие дислокационные субструктуры: ячеистая, ячеисто-сетчатая, клубковая, сетчатая, дислокационные скопления и хаотическая. Важно отметить, что все наблюдаемые при ионной имплантации дислокационные субструктуры могут реализоиываться при пластической деформации исследованных металлов. Перечисленные субструктуры в a-Fe, Cu при ионной имплантации формируются в том же интервале плотностей дислокаций, как и при пластической деформации. Установлено, что дислокационные структуры, формирующиеся в приповерхностном слое металла при ионной имплантации, подобны дислокационным структурам металла, деформированного в интервале от нескольких до 10-15 %. Формирование дислокационных субструктур связано с самоорганизацией дислокационной структуры.

Пятая особенность - сопутствующая формирующейся дислокационной структуре высокая плотность точечных дефектов в подслое непосредственно за ионно-легированным слоем. Картина формирующихся дислокационных субструктур после ионной имплантации и прямое наблюдение дислокационных петель свидетельствует, что в ходе ионной имплантации плотность точечных дефектов нисколько не меньше, чем при пластической деформации.

После ионной имплантации в предварительно отожженных металлах скалярная плотность дислокаций меняется, как правило, по глубине подслоя немонотонным образом. Зависимость скалярной плотности дислокаций от расстояния до облученной поверхности мишени является функцией с максимумом, локализованным на некотором расстоянии от поверхности мишени в подслое. Наиболее полно была изучена дефектная структура, формирующаяся при ионной имплантации a-Fe и Си. Данные по плотности дислокаций в a-Fe и ее изменению при удалении от поверхности приведены на рис. 2.

Типичный схематический вид и характеристики зависимости р(х), наблюдаемой для исследованных металлов, приведен на рис. 3. Максимум скалярной плотности дислокаций наблюдается на глубинах в интервале от 1 до 10-15 мкм. Наиболее близкое расположение максимума зависимости р(х) к поверхности

ct-Fe<=Hf 0,2210l6-0,2210" ион-см'2

О 20 40 60 80 100 X, мкм

§ 4

a-Fe <= C+

7 >ч.2 JfN». ^s* ■ 1 iniú -2 1 - МО ион-см

l \J L _ 1 1 1П18 "2 2-МО ион-см

i-r-f-T'1-1-1-- •t-r-hr-1-rt-r

22 20 18 16 14

'а „° 12 О

с£ 10 8 6 4 2 0

a-Fe<= W

-1 in17 -2

2-10 ион-см

0 20 40 60 80 100 120 140 X. мкм

0 20 40 60 80 100 х, мкм

0 20 40 60 80 100 120 х, мкм

0 20 40 60 80 х, мкм

Рис. 2. Зависимости скалярной плотности дислокаций от расстояния до ионно-имплаптировашюп поверхности a-Fe

мишени {хтах и 2 мкм) наблюдалось при имплантации ионов П в Си. В других случаях локализация максимума имела место, как правило, на расстояниях 10-12 мкм. Помимо

■тах

Ро

■t

кривой с максимумом (кривая 1, рис. 3)

Рис. 3. Схематическое изображение зависимости ска- '

лярной плотности дислокаций от расстояния до ионно- крайне редко наблюдается

имплантированной поверхности металла; 1 - типичная

верхности величины плотности дислокаций (пунктирная кривая 2, рис. 3). Такой вид зависимости наблюдали при самоимплантации a-Fe (рис.2г), а также при имплантации ионов Dy в мелкокристаллический Мо. По-видимому, в этих случаях имело место сильное распыление мишени при ионной имплантации.

Параметры эффекта дальнодействия (1р • толщина подслоя с измененной дислокационной структурой, ртт - максимальная плотность дислокаций, хтах - расстояние от ионно-имплантированной поверхности до максимума плотности дислокаций в подслое, см. рис. 3) зависят от режимов ионной имплантации следующим образом. Максимальная плотность дислокаций в подслое увеличиваются с ростом дозы падающих ионов и дозы внедренных ионов. На рис. 4 приведена зависимость максимальной плотности дислокаций от дозы внедренных ионов гафния для a-Fe. Зависимость имеет два линейных участка с разным углом наклона. Первый участок имеет значительный наклон и располагается в интервале доз до ~Ы016 ионсм"2. При увеличении дозы на порядок величины максимальной плотности дислокаций в подслое возрастает в два раза. На втором участке в интервале доз внедренных ионов от 1-Ю16 до МО17 ион см"2 максимальная плотность дислокаций в подслое также возрастает, но скорость нарастания дислокационной плотности с дозой значительно меньше. Плотность дислокаций с увеличением интенсивности ионного потока возрастает, достигая насы-

зависимость, 2 - нетипичный случай

зависимость в виде моно-

тонно убывающей от по-

2 4 6

т-ч - «16 -2

D , 10 ионсм

щения, и затем практически не изменяется (рис. 5). Внедрение в мишень нерастворимого легирующего элемента приводит к максимальному эффекту.

Величина плотности дислокаций в модифицируемом при имплантации приповерхностном слое мишени является функцией радиуса и массы имплантируемых атомов. На рис. 6 приведены корреляционные зависимости макси-

Рис.4. Зависимость максимальной плотности дислокаций в подслое ионно-имплантированного a-Fe от дозы внедренных малЬной плотности дислокаций в ионов Hf

подслое от радиуса и массы внедряемых при имплантации атомов для a-Fe. С ростом радиуса внедряемых атомов плотность дислокаций возрастает линейно. Наблюдаемое отклонение от линейной зависимости имеет место для вольфрама, имеющего максимальную массу. Вторая зависимость (плотность дислокаций - атомная масса) также имеет линейный характер. Увеличение массы имплантируемых ионов также приводит к увеличению эффекта дальнодействия по максимальной плотности дислокаций.

Здесь также имеются отклонения. Ярким примером такого отклонения служит аргон. Атомы аргона имеют небольшую массу, но большой атомный радиус. Указанные отклонения для атомов вольфрама, в первом случае, и для атомов аргона, во втором

случае, связаны с тем, что вели-Рис. 5 Зависимость, максимальной плотности

дислокаций в подслое ионно-имплантированной чина р„шх есть функция двух пе-Си от интенсивности ионного потока при им-

ременных: атомного радиуса и

плантации ионов Hf

^ -í -i Ф, 10 ионсм с

24 -

\ 8 -

2-10 нон-см

2,410" ион-см'

МО" ионси 1-10'* ион-см"

1-10" ион-см*''

£16

J 8

0,04 0,08 0,12 0,16 0,20

нм | 4 ^ 1 Fe W Hf Ar

1-W'J ион-см

1-10 ион-см * 2,4 lo" ион-см'2

1 ш11 -J ■ 1-10 ион-см , 1 , 1 .1.1*1

0 40

» * t

С Аг Fe

80 120 m, ат.е.м.

160 200 Hf w

Рис. 6. Корреляционные зависимости между максимальной плотностью дислокаций в подслое ионно-имплантированного a-Fe и: (а) - атомным радиусом, (б) - атомной массой

"о о 2

l - a-Fe <r Fe*

D = МО1* ион/смг,

2-Cu<=N*

\ D = M0,tNVCU1

3-CucN'

^__1 D = M0"N*/CM3

i V~. T ¡=5 .

20 30 X. мкм

Рис. 7. Зависимость концентрации дислокационных петель в поликристаллических ионно-имплантированных образцах a-Fe и Си от расстояния до поверхности

атомной массы внедряемых при имплантации ионов.

Важной особенностью строения дефектного подслоя, сформированного в металлической мишени при ионной имплантации, является присутствие в нем большого количества дислокационных петель. Средние размеры петель - ~30 нм, а их концентрация достигает величины (1-5)-1014 см"3. Установлено, что в подслое присутствуют дислокационные петли вакансионного и меж-доузельного типов. Количественные данные о концентрации дислокационных петель для a-Fe и Си приведены на рис. 7. При "холодной" ионной имплантации в Си и a-Fe (температура мишени в процессе ионной имплантации не превышала 100°С) максимальная концентрация дислокационных петель с удалением от поверхности быстро спадает, стремясь к малой величине вскоре после прохождения максимума/^. При ионной имплантации в Си было выполнено количественное определение доли дислокационных петель вакансионного и междоузельного типов. Максимальная доля петель

междоузельного типа составляет 0,3-0,4 от общего количества дислокационных петель и на глубине -15 мкм уменьшается до величины 0,1. При "теплой" ионной имплантации в Мо максимальная концентрация дислокационных петель локализована на том же расстоянии от поверхности мишени, что и максимум плотности дислокаций.

С целью исследования влияния исходного структурно-фазового состояния металлической мишени на формирование дислокационной структуры в подслое мишени при ионной имплантации были выбраны пять объектов для исследования: деформированная поликристаллическая медь, монокристаллы дисперсно-упрочненного сплава Си-Со-А1, технический сплав ВТ-18, разупорядоченный сплав Ы^Ре и мелкокристаллический молибден. Выбранные объекты исследования отражали основные виды деформационного упрочнения: субструктурное, дисперсное, твердорастворное, поликристаллическое и многофазное. Основные характеристики объектов исследования и параметры ионной имплантации приведены в таблице 1.

В случае субструктурно упрочненной меди исследования были выполнены на образцах, деформированных сжатием до 6 и 30%. Для предварительно деформированных образцов исходные дислокационные структуры были следующие: е= 6 % - ячеисто-сетчатая дислокационная субструктура (плотность дислокаций - 1,3-Ю10см"2); £=30% - разориентированная ячеистая дислокационная субструктура (плотпость дислокаций - 2,2-1010 см'2).

Ионная имплантация образцов меди, деформированных до 6 %, сопровождается изменением дислокационной структуры и увеличением плотности дислокаций в слое толщиной до 50 мкм, тогда как в сильно деформированной меди (е = 30 %) каких-либо заметных изменений дислокационной структуры не наблюдается. Отметим, что наибольшие изменения дислокационной структуры наблюдаются для хорошо отожженной меди с низкой плотностью дислокаций. Количественные данные по измерению плотности дислокаций в ионно-имплантированной меди приведены на рис. 8. Здесь же приведена зависимость плотности дислокаций для ионно-имплантированной предварительно отожженной меди. Плотности дислокаций в исходных состояниях, до ионной им-

Рис. 8. Зависимость скалярной плотности дислокаций от расстояния до поверхности меди; 1 - отожженное состояние, 2 - ионно-

имплантированное состояние отожженной меди, 3 - деформированное состояние (6%), 4 - ионно-имплантированное состояние предварительно деформированной до 6% меди, 5 - деформированное состояние (30%), 6 - ионно-имплантированное состояние предварительно деформированной до 30% меди

Рис. 9. Зависимость максимального прироста плотности дислокаций в подслое ионно-имплантированной меди от плотности дислокаций в исходном состоянии; доза падающих ионов - 1-Ю17 ионсм"2

плантации, указаны штриховыми горизонтальными линиями. Влияние плотности дислокаций в исходном состоянии на эффект увеличения плотности дислокаций в подслое мишени хорошо видел на рис. 9, где приведена зависимость максимального прироста плотности дислокаций в подслое ионно-имплантированной меди от плотности дислокаций в исходном состоянии меди до имплантации. Таким образом, в металлах с повышением степени деформационного упрочнения (плотность дислокаций увеличивается) величина эффекта дальнодействия уменьшается. В сильно деформированных металлах, где сформирована дислокационная структура высокой плотности, эффект дальнодействия не наблюдается.

Ионная имплантация приводит к существенному изменению дислокационной структуры и в упрочненных другими механизмами металлах и сплавах. Величина эф-

фекта (толщина приповерхностного слоя с модифицированной дислокационной структурой и величина плотности дислокаций в указанном слое) зависит от исходного структурно-фазового состояния мишени. Одним из важнейших условий проявления эффекта дальнодействия является невысокая плотность дислокаций в исходном состоянии мишени до ионной имплантации. Наличие барьеров для движения дислокаций (дислокационная структура высокой плотности, границы зерен, прослойки [1-титана и т.п.) снижают величину эффекта. Прежде всего, это приводит к уменьшению толщины подслоя, в котором наблюдается эффект дальнодействия. Эффект практически не наблюдается в сильно деформированных металлах, имеющих высокую плотность дислокаций.

Величина эффекта дальнодействия зависит не только от режимов ионной имплантации и исходного состояния металлической мишени, но и в том числе определяется тем структурно-фазовым состояниям, которое формируется в поверхностном слое мишени при ионной имплантации. Для исследования влияния и взаимосвязи структурно-фазового состояния поверхностного слоя с эффектом дальнодействия был выполнен эксперимент на медных образцах. В образцы имплантировали разные типы ионов (ионы 2х или ионы Т1) таким образом, чтобы сформировать в поверхностном слое мишени различные структурно-фазовые состояния. В первом случае в поверхностном слое при имплантации образовывались мелкодисперсные частицы 7л02, тогда как во втором случае происходила аморфизация указанного слоя. Оказалось, что величина эффекта дальнодействия (максимальная плотность дислокаций в подслое и его толщина) максимальна в меди, имплантированной ионами Ъх (рис. 10). При имплантации ионов "П величина эффекта значительно ниже (рис. 10). Отметим, что в первом случае величина напряжений,

10 20 30 X, мкм

Рис. 10. Зависимость плотности дислокаций от расстояния до ионно-имплантированной поверхности меди

генерируемых в мишени при ионной имплантации, будет существенно выше, чем во втором случае, когда в поверхностном слое имеет место аморфизация. При аморфизации происходит релаксация генерируемых напряжений.

В завершении главы делается вывод, что определяющую роль в проявлении эффекта дальнодействия играют напряжения, генерируемые в поверхностном слое мишени при ионной имплантации.

В третьей главе анализируются результаты исследования эффекта дальнодействия, проявляющегося в механических характеристиках ионно-имплантируемых металлов и сплавов (одноосное растяжение и сжатие, микротвердость, износостойкость). Результаты сравнительных механических испытаний ионно-имплантированных и исходных неимплантированных образцов показывают, что ионная имплантация, как правило, не оказывает существенного влияния на такие макроскопические механические свойства как напряжение течения и предел текучести.

Влияние ионной имплантации проявляется в механических свойствах поверхностных слоев материалов. Экспериментальные данные по трибологиче-ским испытаниям свидетельствуют о хорошей эффективности метода ионной имплантации для повышения износостойкости металлических материалов. Обработка стали 45 ионами Мо приводит к значительному повышению ее износостойкости по сравнению с неимплантированной сталью; причем высокая износостойкость сохраняется и после изнашивания тонкого ионно-легированного поверхностного слоя.

Результаты экспериментального исследования показывают, что эффект дальнодействия проявляется на мезомасштабном уровне при активном нагруже-нии ионно-имплантированных металлических материалов. Исследования выполнены на образцах технического алюминия, имплантированного ионами никеля. Характер деформации изучали с использованием оптико-измерительного комплекса высокого разрешения "ТОМ8С", позволяющего с помощью компьютерной обработки оптических изображений поверхности деформируемого образца анализировать картину деформации на мезоуровне в виде полей векторов смещений.

В неимплантированных образцах алюминия деформационный рельеф с началом деформации формируется интенсивно в приповерхностном слое образца. С увеличением прикладываемого напряжения в деформацию вовлекаются новые зоны образца по направлению от поверхности во внутреннюю область. Характерной особенностью деформационного рельефа является формирование продольных полос рельефа (продольных мезополос), что согласуется с анализом картины векторов смещений и распределения компонентов сдвига и поворота тензора пластической дисторсии.

Характер развития пластической деформации качественно изменяется при легировании поверхности ионами никеля. При небольших деформациях в приповерхностном слое толщиной 200-250 мкм пластическое течение развивается гомогенно со слабо выраженным поверхностным деформационным рельефом, тогда как во внутренней части образца деформационный рельеф формируется наиболее интенсивно (рис. 11). С увеличением степени деформации деформационный рельеф развивается по направлению от внутренней области к поверхности образца, на боковой грани появляются новые продольные мезополосы. Толщина приповерхностного слоя с гомогенным деформационным рельефом при средних и высоких деформациях составляет 100-150 мкм. При повышенных степенях деформации (е> 10 %) картина распределения продольных мезополос по поперечному сечению в целом выравнивается и при образовании шейки становится однородной. Таким образом, формирование при ионной имплантации в металлической мишени тонкого упрочненного поверхностного слоя приводит к принципиальному изменению характера скольжения в приповерх-

Рис. 11. Распределение поперечной компоненты ностной зоне при активном тензора пластической дисторсии на боковой грани

образца, подвергнутого ионной имплантации; ось У нагружении. В исходных не-направлена от имплантированной поверхности во- имплантированных образцах внутрь образца

'Имплантированная поверхность

активная зона деформации локализуется в приповерхностной области и распространяется при увеличении деформации вглубь образца, тогда как в имплантированных образцах скольжение распространяется из внутренней области образца к поверхности.

Измерения микротвердости ионно-имплантированных металлических материалов имеют особенности, связанные с малой толщиной приповерхностных ионно-модифицированных слоев. В работе разделены вклады в микротвердость ионно-легированного поверхностного слоя и подслоя мишени для поликристаллического a-Fe, имплантированного ионами гафния (см. таблицу 1). На образцах, имплантированных в широком интервале доз, была измерена микротвердость, а из концентрационных профилей легирующего элемента Hf были определены величины максимальной концентрации Hf в поверхностном слое. Данные результаты позволили построить корреляционные зависимости между максимальной плотностью дислокаций в ионно-легированном слое и микротвердостью с одной стороны и максимальной концентрацией легирующего элемента в указанном слое с другой стороны. Микротвердость и плотность дислокаций в приповерхностном слое возрастают с ростом концентрации легирующего элемента в поверхностном слое мишени по кривым с насыщением.

Для определения вклада дислокационной структуры в подслое мишени в микротвердость были выполнены измерения скалярной плотности дислокаций и микротвердости для деформированных образцов a-Fe. На рис. 12 приведены корреляционные зависимости между микротвердостью и плотностью дислокаций для деформированных и ионно-имплантированных образцов a-Fe. На рис. 12 линия 1 соответствует деформированному состоянию, а линия 2 - ионно-имплантированному состоянию a-Fe. Измерения показали, что микротвердость растет линейно с увеличением плотности дислокаций, как для деформированного состояния, так и для ионно-имплантированного состояния a-Fe. Данные на рис. 12 позволили разделить вклады в микротвердость ионно-имплантированного металлического материала имплантированной зоны (поверхностный слой) и подслоя облученной мишени. Так, при плотности дислокаций в приповерхностной области 1-10 10 см"2 вклад в микротвердость ионно-

1000

Я 900

К1800 700 600

2 sé ✓ о/ 1/

- / § X • / «

э у' -.....

- * * * * *

1.1. 1.1,1

0,0

0,5 1,0

ЛН

1,5

2,0 2,5

i л'О -2

р, 10 см

имплантированного слоя составляет 135 МПа, а подслоя с модифицированной дислокационной структурой - 160 МПа. Можно сделать вывод, что вклады в микротвердость от поверхностного ионно-легированного слоя и приповерхностного слоя с развитой дислокационной структурой имеют соизмеримые величины.

В заключение главы

Рис. 12. Зависимость микротвердости от скалярной плотности дислокаций для деформированного (кривая 1) и ионно-имплантированного (кривая предложена схема расчета по-2) a-Fe

зволяющая связать параметры ионной имплантации и исходное состояние мишени с изменениями микротвердости и предела текучести облучаемого ионами металла. Расчет основан на теоретических моделях деформационного упрочнения и на анализе и аппроксимации экспериментальных данных о микроструктуре поверхностного и приповерхностного слоев ионно-имплантированной металлической мишени. Согласно предложенной схеме выполнен расчет микротвердости для ионно-имплантированного a-Fe

(рис. 13). Результаты расчета Рис. 13. Зависимость микротвердости в a-Fe от

дозы ионного облучения. 1,2,3,4 - рассчитанные Удовлетворительно согласуются

вклады от твердорастворного, зернограничного и с экспериментальными данны-дислокационного упрочнения и суммарная микротвердость, соответственно; 5 - эксперимен- ми и свидетельствуют о соиз-

тально измеренная микротвердость меримой роли различных вкла-

т-> in" -2

D, 10 ионсм

дов поверхностного и приповерхностного слоев в упрочнение ионно-имплантированной металлической мишени.

Четвертая глава посвящена теоретическим оценкам и экспериментальному измерению напряжений, генерируемых при ионной имплантации в мишени. Следует различать напряжения, инициируемые в образце непосредственно в момент ионной имплантации, и остаточные напряжения, сохраняющиеся в ион-но-имплантированном образце после формирования дефектной структуры. Остаточные напряжения существенно ниже напряжений, инициируемых в образце в процессе ионной имплантации. Это связано с различными релаксационными процессами, протекающими в образце, как в момент ионной имплантации, так и после ионной обработки. В соответствии с механизмами образования механические напряжения, инициируемые в процессе ионной имплантации, могут быть статическими и динамическими. Именно эти напряжения и определяют динамику генерации и движения дислокаций при ионной имплантации и ряд других процессов.

Статические напряжения обусловлены изменением объема тонкого поверхностного слоя мишени, легируемого при ионной имплантации. В образовании напряженного состояния поверхностного слоя участвуют следующие процессы: образование дефектов различного типа, релаксация и отжиг дефектов, термическая и радиационно-стимулированная диффузия, сегрегация, порообразование, распыление и т. п. Отмечается, что силы сжатия в поверхностном слое могут достигать предела текучести уже при сравнительно малых дозах ионной имплантации. Динамические напряжения связаны с генерацией и суперпозицией упругих волн от каскадов смещений, возникающих при внедрении ионов в мишень, а также с распылением поверхностного слоя мишени и возможным при ионной обработке его испарением.

В работе дана теоретическая оценка напряжений, генерируемых в мишени при ионной имплантации. Для расчета напряжений, наводимых в мишени при ионной имплантации, в уравнения механики вводят концентрационный член рС, где р - некоторый феноменологический коэффициент, С • концентрация внедряемых атомов. Такой коэффициент будет определять изменение объема по-

верхностного слоя мишени вследствие различных процессов, протекающих в поверхностном слое, отнесенного на один атом. Обоснованием такого подхода служит тот факт, что в области умеренных доз ионного облучения объемное расширение решетки прямо пропорционально концентрации вводимых атомов.

В случае облучаемой тонкой пластинки при условии, что ее толщина Л значительно больше толщины поверхностного легируемого слоя 3, напряжения можно представить в виде:

где Е - модуль Юнга, D - доза внедренных ионов, v - коэффициент Пуассона, z -координата в направлении, перпендикулярном облучаемой поверхности. Из(1) следует, что напряжения сжатия сосредоточены в поверхностном слое, а в нижележащем объеме пластинки напряжения растягивающие. Расчеты выполнены в приближении, что концентрация легирующего элемента в поверхностном слое мишени постоянна, для пластинки a-Fe (Е- 2x10" Нм"2 и v=0,28) толщиной 300 мкм для двух доз внедренных ионов: 0,22х1016 и 9,3х1016 ион см"2. Атомный радиус для Hf г = 0,159 нм и /У= 1,68х10"29 м3/ион. Толщина поверхностного легированного слоя 8 может быть оценена по величине проективного пробега ионов гафния в a-Fe. Для ионов гафния с энергией 100 кэВ Rr,= 19 нм и при расчете было принято, что 8= 47,5 нм. Оказалось, что в поверхностном имплантированном ионами гафния слое a-Fe величина напряжений сжатия может достичь -0,22х104МПа и -9,2x104 МПа для вышеуказанных доз внедренных ионов в условиях отсутствия релаксации. Величина напряжений, индуцируемых при ионной имплантации в поверхностном слое, значительно выше предела текучести мишени.

Рассматриваются методы экспериментального измерения напряжений и приводятся результаты измерения напряжений в мишени, как в процессе ионной имплантации, так и после ионного воздействия. Для определения механических напряжений мишени непосредственно в процессе ионной имплантации наиболее часто применяют расчетно-экспериментальный метод, состоящий из двух эта-

пов: экспериментального измерения величин деформаций тонких пластин непосредственно в вакуумной камере в процессе ионного облучения и расчетного определения напряжений по измеренным значениям деформаций. Деформации могут быть измерены емкостным методом, методом кварцевого резонатора, оптическим методом и с использованием лазерного интерферометра. Первый и последний методы являются в большей степени универсальными, т. к. позволяют проводить измерения для различного класса облучаемых мишеней.

Напряжения в тонкой пластинке можно представить в виде:

c(x)=R-'<p(x), (2)

где <р (х) - функция, зависящая от механических свойств и размеров образца, а также от проекционных потерь энергии иона при упругих столкновениях с атомами мишени, а К' - кривизна облучаемой пластинки, наведенная ионной имплантацией. Измерение и расчет напряжений с помощью лазерной интерферометрии был выполнен для a-Fe, имплантированного ионами Аг с энергией 150 кэВ. На рис. 14 показаны распределения механических напряжений по толщине пластинок a-Fe для двух доз облучения: 1-101S (кривая 1) и 1-Ю16 ион см'2 (кривая 2).

Из рис. 14 видно, что в поверхностном слое генерируются напряжения сжатия. Величина напряжений максимальна непосредственно около облучаемой поверхности. Она составляет -1,2-103 МПа для дозы облучения МО16 ион-см'2 и -0,4-103 МПа - для 1-Ю15 ион-см"2. Для исследуемых образцов a-Fe предел текучести равен 45 МПа. Величина напряжений убывает по абсолютной величине с удалением от поверхности. На границе поверхностного легируемого слоя напряжения меняют знак и в подслое мишени за легированным слоем напряжения становятся положительными (напряжения растяжения). С увеличением расстояния от поверхности растягивающие напряжения убывают и в срединной части облучаемой пластинки становятся отрицательными.

Таким образом, результаты интерферометрических измерений напряжений, формирующихся непосредственно в процессе ионной имплантации в мишени, показывают, что уже при малых дозах ионного облучения в

j2 -8,0x10

О 40 80120

100000 200000 300000 X, им

поверхностном слое генерируются напряжения сжатия, значительно превышающие величину предела текучести мишени. Непосредственно за тонким поверхностным легируемым слоем напряжения становятся растягивающими, а их величина оказывается значительно меньше. При высоких дозах ионного облучения наступает насыщение величи-

Рис. 14. Зависимость механических напряжений, ны напряжений в поверхност-генерируемых в процессе имплантации ионов аргона в a-Fe, от расстояния до облучаемой поверх- ном слос> и ПРИ Дальнейшем ности, энергия ионов- 150 кэВ росте ДШЫ; напряжсния не

растут, но сохраняются высокими.

Динамические напряжения, связанные с динамикой взаимодействия высокоэнергетического иона с кристаллической решеткой, играют не менее важную роль при формировании дислокационной структуры в подслое ионно-имплантированной металлической мишени. Наличие резкой границы между возмущенной (каскадом смещений, возникающим в поверхностной области мишени при внедрении иона) и невозмущенной областями может приводить к формированию на этой границе расходящейся пластической ударной волны. Такая волна по мере своего распространения будет вырождаться в упругий продольный импульс. Упругие импульсы могут оказывать влияние на дефектную структуру материала даже на значительном удалении от поверхностного имплантируемого слоя. Однако даже в наиболее благоприятном случае на расстоянии 1 мкм смещение дислокации за счет отдельного импульса не превышает нескольких векторов Бюргерса. Ситуация резко меняется, если учесть совместное действие упругих волн от многих каскадов. Оказывается, что случайная сила, действующая на дислокацию в кристалле за счет динамических напряжений от

каскадов, представляет собой "белый шум". Понятно, что эффективность динамических напряжений будет значительно выше при высокой плотности ионного тока. Динамические напряжения эффективны для генерации дефектной структуры за пределами ионно-легируемого слоя мишени при импульсном ионном облучении. Однако необходимо принять во внимание, что генерация дефектов (например, дислокаций) имеет место в поверхностном легируемом слое под действием суперпозиции статических и динамических напряжений. Кроме того, возможные флуктуации "белого шума" могут приводить к значительным всплескам динамических напряжений. Фактически динамические напряжения являются необходимым дополнительным фактором, определяющим генерацию дефектов при ионной имплантации.

В конце главы рассматриваются методы измерения остаточных напряжений, сохраняющихся в материале после воздействия. В случае ионно-имплантированных материалов наиболее приемлемыми являются рентгеност-руктурный метод (применяют метод скользящего падающего или отраженного рентгеновского пучка) и электронно-микроскопический метод (по радиусу изгиба дислокации в плоскости скольжения). Размеры области, по которой проводится усреднение, в случае рентгеноструктурного метода составляют миллиметры. Применение электронно-микроскопического метода позволяет уменьшить размеры области до десятых долей микрона.

Результаты измерения напряжений по электронно-микроскопическим снимкам дислокационной структуры приведены на рис. 15. На рисунке представлены зависимости средней величины напряжений от расстояния до облученной поверхности для меди (кривая 1) и для а-железа (кривая 2). Обе кривые имеют максимум, расположенный на расстоянии ~10 мкм от поверхности. Форма кривых повторяет вид зависимостей скалярной плотности дислокаций от расстояния до ионно-имплантированной поверхности приведенных металлов. Максимальная величина локальных внутренних напряжений для меди составляет 110 МПа и для а-железа - 165 МПа. Приведенные результаты коррелируют с данными по измерению напряжений рентгеноструктурным методом. Величина остаточных напряжений соизмерима с величиной напряжения течения указан-

ных металлов, деформированных в пределах от нескольких до 10-15 % и достаточна для формирования дислокационной структуры.

Рис. 15. Зависимость остаточных локаль- действия, опубликованных в литера-ных внутренних напряжений, измеренных _

по радиусу кривизны дислокаций, в ионно- тУРе" Это: сверхглубокое проникно-

имплантированных Си (кривая 1) и a-Fe вение внедряемой примеси и точеч-(кривая 2), имплантировались ионы Hf, доза падающих ионов-МО17 ионсм"2 НЬ1Х Дефектов, генерируемых в поверхностном слое мишени при ионной имплантации; перемещение дислокационных петель, возникающих при коа-лесценции точечных дефектов в поверхностном слое, в нижележащий слой за счет упругого взаимодействия между дислокационными петлями и дальнейшей их коалесценции.

Рассматривается роль динамических и статических напряжений в эффекте дальнодействия. Отмечается, что дислокационные структуры, образующиеся в приповерхностном слое ионно-имплантированной металлической мишени, подобны дислокационным структурам в металлах, деформированных в интервале от нескольких до 10-15 %. Такие дислокационные структуры в приповерхностном слое металлической мишени при ионной имплантации должны формироваться за счет генерации дислокаций в поверхностном слое и их движения под действием внутренних механических напряжений, источником которых является легируемый поверхностный слой.

Предложена математическая модель динамического движения дислокаций в ионно-имплантированных металлических материалах. В основе модели лежат следующие основные положения (рис.16):

1. В легируемом при ионной имплантации поверхностном слое возникают напряжения, величина которых значительно превышает сопротивление движению дислокаций;

2. Величина этих напряжений может быть достаточна, чтобы дислокации при своем движении в легируемом поверхностном слое достигали высоких скоростей, продолжая свое движение в подслое мишени;

3. В подслое мишени дислокации могут преодолевать расстояния, значительно превышающие толщину легируемого поверхностного слоя.

Дислокации, присутствовавшие в тонком поверхностном слое до ионного облучения и формирующиеся в его процессе в этом слое, находятся под действием некоторого избыточного напряжения Тф,. Величина этого напряжения Ъ/уп = г-т^, где г - напряжение в поверхностном слое, гЛ - сопротивление движению дислокаций в материале, связанное с преодолением рельефа Пайерлса, атомов примеси, точечных и линейных дефектов и других статических стопоров.

Силы, действующие на дисло-

е-

а»сго А _!_.„........ сг<сго В

А|с / |

С а

У 1

-А-

кацию в поверхностном ион-но-легируемом слое, не уравновешены сопротивлением их движению, связанным с преодолением рельефа Пайерлса, атомов примеси, точечных и линейных дефектов и т. п. Поэтому дислокации двигаются в динамическом режиме.

Силы, связанные с из-

Рис. 16. К расчету пробега дислокации из поверхностного легируемого слоя (1) в подслой (2) мише- быточным напряжением, сони; А - место старта дислокации, В - место остановки дислокации; / - величина пробега дислока- вершают Работу по преодолении, /й - расстояние от места старта дислокации до нию СК0ЛЬЗЯщей дислокацией: облучаемой поверхности мишени; 6- толщина

нонно-легируемого слоя мишени; а- напряжения, 1- сил инерции при ускорен-генерируемые в мишени в процессе ионной имплантации (сг= т г), оо - предел текучести

ном движении дислокации;

2. вязкого торможения т(и) = Ви/Ь, где В - коэффициент динамического торможения, определяемый взаимодействием движущейся дислокации с фононной и электронной подсистемами кристалла, о - скорость движения дислокации;

3. торможения, обусловленного генерацией точечных дефектов порогами на скользящей дислокации (в случае винтовой дислокации). Вклад в сопротивление движению дислокаций равен т/-=с/АЕу)/Ь2, где <АЕ/^> - средняя энергия образования деформационного дефекта, Су - концентрация порогов на дислокации. Для дислокаций, ориентация которых значительно отличается от винтовой, 7} «0.

Ускоренное движение дислокаций в поверхностном слое обусловлено внутренними напряжениями в этом слое. При динамическом движении для винтовой дислокации можно записать дифференциальное уравнение в двухмерном фазовом пространстве (/, и):

Для краевой дислокации т/=0. Интегрируя уравнения (3) можно найти расстояния, на которых винтовая или краевая дислокации, движущиеся из поверхностного слоя под действием избыточного напряжения в глубь кристалла, тормозятся.

Приводятся результаты расчетов, выполненных для меди, имплантированной ионами гафния. В расчетах варьировали плотность дислокаций и величину напряжения трения в поверхностном и приповерхностных слоях, величину коэффициента вязкости, место старта дислокации в поверхностном слое, величину напряжений в поверхностном слое, вызывающих динамическое движение дислокаций. Результаты расчетов показали, что пробег дислокаций в подслое в процессе ионной имплантации мишени в зависимости от заданных параметров, перечисленных выше, изменяется от единиц до десятков микрон. На рис. 17 приведены зависимости величин пробега краевой и винтовой дислокаций в подслое мишени от места старта дислокаций в поверхностном слое. Видно, что наибольший пробег имеют дислокации, стартующие непосредственно около облу-

йу = т^Ь-тр-Во <11

йуп

(3)

V км

Рис. 17. Зависимость пробега краевой (а) и виитовой (б) дислокаций от места ее старта при коэффициенте вязкого трения (Па-с): 1 - 10'4, 2 - КГ5, 3 - 10"6, 4 - 10"7, и плотноста дислокаций в легированном слое - 5-Ю10 см'2, в подслое - 5-107 см"2; Напряжение трения: легированный слой - 5,0 МПа, подслой -1,0 МПа

ченной поверхности. Краевая дислокация имеет больший пробег по сравнению с винтовой дислокацией. Величина пробега также растет с уменьшением коэффициента вязкого трения. Результаты, представленные на рис. 17 хорошо согласуются с экспериментальными данными по эффекту дальнодействия, приведенными в работе. Предложенная математическая модель позволяет удовлетворительно объяснить формирование дислокационной структуры в приповерхностном слое ионно-имплантированных металлов и сплавов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Выполнено систематическое экспериментальное исследование и развиты принципиальные концепции нового фундаментального явления, имеющего место при взаимодействии ускоренных ионов с твердыми кристаллическими телами - эффекта дальнодействия. Эффект дальнодействия заключается в изменении дефектной структуры и/или структурно-фазового состояния в приповерхностном слое ионно-имплантируемой мишени, непосредственно расположенном за поверхностным слоем, в котором происходит торможение внедряемых ионов (рис. 18). Толщина подслоя с модифицированной при ионной имплантации микроструктурой варьирует от единиц до десятков микрон и более. На основании анализа результатов исследования и сопоставления с литературными данными сделаны следующие выводы.

1. В металлах и сплавах эффект дальнодействия при ионной имплантации заключается в формировании дефектной структуры в приповерхностном слое

облучаемой мишени, толщина которого существенно больше (по крайней мере, на порядок) толщины поверхностного слоя, легируемого при ионной имплантации (рис. 18). В отожженных металлах с низкой плотностью дислокаций эффект дальнодействия проявляется в генерации дислокаций, в увеличении плотности дислокаций на 1-1,5 порядка и в формировании дис-

Рис. 18 Эффект дальнодействия в металлических локационных субструктур в слое материалах при ионной имплантации МИШени, локализованном за по-

верхностным ионно-легированным слоем.

2. Наряду с формированием дислокационной структуры в подслое металлической мишени при ионной имплантации формируется подсистема дислокационных петель. Дислокационные петли в приповерхностном слое образуются вследствие конденсации точечных дефектов, диффундируемых из поверхностного ионно-имплантируемого слоя, а также генерируемых при динамическом движении дислокаций винтовой ориентации в приповерхностном слое, или возникают в поверхностном слое в результате коалесценции точечных дефектов и затем перемещаются в глубь образца из поверхностного слоя за счет упругого взаимодействия между петлями дислокаций.

Поток ионов

Поверхностный ионно-

^ * - легированный слой

------------

* 4" Процессы и явления ионной

' имплантации

Приповерхностный слой с наведенной ионной имплантацией дислокационной структурой

Эффект дальнодействия И >> А

локационная субструктура, дислокационные клубки и переплетения, сетчатая дислокационная субструктура, дислокационные скопления и хаотическое распределение дислокаций. Формирование дислокационных субструктур связано с процессами самоорганизации дислокационной структуры, генерируемой в процессе ионной имплантации в мишени.

4. Величина скалярной плотности дислокаций в приповерхностном слое мишени с удалением от облученной поверхности меняется немонотонным образом. Типичной зависимостью скалярной плотности дислокаций от расстояния до поверхности, подвергнутой облучению, является кривая с максимумом, локализованным, как правило, на расстоянии 10-15 мкм от облученной поверхности.

5. Максимум плотности дислокаций в приповерхностном слое ионно-имплантированной мишени повышается линейно с увеличением радиуса и массы имплантируемых ионов. Толщина приповерхностного слоя с измененной дислокационной структурой и величина максимальной плотности дислокаций в подслое увеличиваются с дозой внедренных ионов. Плотность дислокаций также увеличивается с ростом интенсивности ионного потока.

6. Формирование дислокационной структуры в подслое ионно-имплантируемой мишени имеет место не только в хорошо отожженных металлах с низкой плотностью дислокаций, но и в деформированных металлах. Субструктурное упрочнение уменьшает величину эффекта вплоть до его полного исчезновения. В металлах с повышением степени деформационного упрочнения (плотность дислокаций увеличивается) величина эффекта дальнодействия уменьшается. В сильно деформированных металлах, где сформирована дислокационная структура высокой плотности, эффект дальнодействия практически не проявляется. Установлен предел субструктурного упрочнения, при котором эффект дальнодействия не проявляется.

прослой/и второй фазы, дисперсные частицы и т.п.) снижают величину эффекта. Важнейшими условиями проявления эффекта дальнодействия являются низкий предел текучести и невысокая плотность дислокаций в исходном состоянии мишени до ионной имплантации.

8. Вследствие изменения дефектной структуры в приповерхностном слое ион-но-имплантируемой мишени могут существенным образом повышаются механические (износостойкость, микротвердость) и другие свойства. Изменение свойств может-иметь место для приповерхностных слоев, толщина которых много больше толщины легируемых поверхностных слоев, и изменяется от единиц до десятков микрон и более.

9. Предложена схема, позволяющая оценить вклад в микротвердость приповерхностного слоя с модифицированной ионной имплантацией слоя и рассчитать микротвердость ионно-имплантированных металлов и сплавов. Схема связывает режимы ионной имплантации и исходное состояние мишени с изменениями микротвердости и предела текучести облучаемого металла и основана на теоретических положениях о механизмах упрочнения металлов и сплавов и на анализе и аппроксимации экспериментальных данных о микроструктуре в поверхностном и приповерхностном слоях ионно-имплантированного материала.

10. Эффекты дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах проявляются на мезоскопическом масштабном уровне. Формирование при ионной имплантации в мишени тонкого упрочненного поверхностного слоя приводит к изменению в приповерхностном слое характера пластического течения от гетерогенного к гомогенному со слабо выраженным деформационным рельефом. Толщина приповерхностного слоя составляет в алюминии 200-250 мкм при малых деформациях и уменьшается до 100-150 мкм при средних и высоких деформациях.

11. Ионная имплантация сопровождается формированием в поверхностном легируемом слое значительных механических напряжений, которые являются, по природе образования, статическими и динамическими напряжениями. Экспериментальные данные и результаты расчетов показывают, что напряжения,

возникающие при высокодозовой ионной имплантации, достигают величин порядка 103 МПа, существенно превышающих предел текучести материала и достаточных для инициирования механизмов накопления дислокаций в подслое мишени.

12. Дислокации в приповерхностном слое ионно-имплантируемой мишени образуются вследствие пластической деформации подслоя, обусловленной изгибом мишени; инжекции дислокаций, дислокационных петель и точечных дефектов из поверхностного легируемого слоя. Предложена математическая модель динамического движения дислокаций. Под действием напряжений, генерируемых в легируемом поверхностном слое мишени, дислокации разгоняются до высоких скоростей, выбрасываются из указанного слоя и за счет высокой кинетической энергии и полей напряжений проходят в подслое мишени расстояния, существенно превышающие толщину легируемого поверхностного слоя. В процессе ионной имплантации в подслое мишени идет накопление дислокаций и увеличение их плотности.

Основное содержание работы представлено в 100 публикациях, из них в

36 статьях, список которых приводится ниже.

1. Диденко А.Н., Лигачев А. Е.. Козлов Э.В., Куракин И.Б., Шаркеев Ю.П. Структурные изменения глубинных слоев материала после модификации ионными пучками и природа его упрочнения // Доклады Академии наук СССР. - 1987. -Т. 296.-№4.-С. 869-871.

2. Шаркеев Ю.П., Пауль A.B., Ваулин В.А. Структурные изменения приповерхностных слоев поликристаллической меди, имплантированной ионами азота с энергией 40 кэВ // Взаимодействие ионных пучков с атомами и поверхностью твердого тела. - Ленинград: ЛЭТИ, 1987. - С. 31-32.

3. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Пушкарева Г.В. и др. Микроструктура приповерхностных слоев меди и железа после ионной имплантации азотом и углеродом // Субструктура и механические свойства металлов и сплавов. - Томск: ТГУ, 1988.-С. 12-19.

4. Шаркеев Ю.П., Пушкарева Г.В., Никонова И.В. и др. Исследование сгруктуры приповерхностных слоев чистых металлов после ионной имплантации // Физика износостойкости поверхности металлов". - Ленинград: ЛФТИ, 1988. -С. 159-163.

5. Диденко А.Н., Козлов Э.В., Шаркеев ЮЛ. и др. Дислокационные структуры приповерхностных слоев чистых металлов после ионной имплантации // Поверхность. Физика, химия, механика. - 1989. - № 3. - С 120-131.

6. DidenkoA.N., Rjabchikov A.I., IsaevG.P., ArzubovN.M., Sharkeev Yu.P. etal. Dislocation structures in near-surface layers of pure metals formed by ion implantation // Materials Science and Engineering. - 1989. - V. A115. - P. 337341.

7. Ryabchikov A.I., Nasurov R.A., Shachtmaister G.I., Sharkeev Yu. P. etal.. Investigation of variation regularities of dislocation structure in near-surface layers under high-concentration implantation // Proceedings of the International Conference "Ion Implantation and Ion Beam Equipment" / Editors: D.S. Karpuzov, I.V. Katardjiev, S.S. Todorov, 1990 September 24-30. - Elenite, Bulgaria, 1990. -C. 371-376.

8. Шаркеев Ю.П., Пушкарева Г.В., Рябчиков А.И. Модификация микроструктуры и механических свойств чистых металлов ионными пучками высоких энергий //Изв. вузов. Черная металлургия. - 1990. - № 10 - С. 90-91.

9. DidenkoA.N., LigachevА.Е, Sharkeev Yu.P. etal. Role of tension in microstructure formation in pure metals affected by ion implantation // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. - 1991. - V. B61. - P. 441-445.

10.Байбарацкая М.Ю., Зубарев B.C., Машков Ю.К., Сазанов Ю.А., Тайла-шевА.С., Шаркеев ЮЛ. Исследование влияния ионной имплантации на напряженно-деформированное состояние поверхностного слоя титанового сплава и трибологические характеристики металлополимерной трибосистемы // Изв. вузов. Физика. - 1992. - № 7. - С. 22-27.

11.DidenkoA.N., KozlovE.V., Sharkeev Yu.P., PopovaN.A., PaulA.V., Ivanov YilF., IgnatenkoL.N., Perevalova O.B., GirsovaN.V., Rjabchikov А.1., NasyrovR.A.

Microstructure of the near-surface layers of ion-implanted polycrystalline Cu // Surface and Coatings Technology. - 1992. - V. 56. - P. 11-17.

\2. Didenko A.N., Ligachev A.E., Kurakinl.B., Sipailo M.G., Kozlov EV., Sharkeev Yu.P. Structural changes of materials modified by ion beams and the nature of their hardening // Surface and Coatings Technology. - 1992. - V. 51. -P. 186-189.

13.Абдрашитов В.Г., БехертА.Э., Гашенко C.A., Диденко А.Н., Козлов Э.В., Ко-ротаевА.Д., Оке Е.М., Савченко О.А., Тюменцев А.Н., ШаркеевЮ.П. Ща-нин П.М. Последовательность формирования структурно-фазовых состояний в поверхностных и приповерхностных слоях молибдена при имплантации ионов углерода, меди, молибдена и свинца // Поверхность. Физика, химия, механика.-1993.-№5.-С. 141-152.

\А. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В. и др. Ионная имплантация и "эффект дальнодействия" в поликристаллическом a-Fe // Металлы. - 1993. - № 3. -С. 122-129.

15.Didenko A.N., Kozlov E.V., Sharkeev Yu.P. etal. Observation of deep dislocation structures and "long-range effect" in ion-implanted a-Fe // Surface and Coatings Technology. - 1993. - V. 56. - C. 97-104.

16 .Sharkeev Yu.P., Didenko A.N., Kozlov E.V. High dislocation density structures and hardening produced by high fluency pulsed-ion-beam implantation // Surface and Coatings Technology. - 1994. - V. 65. - P. 112-130.

17.Шаркеев Ю.П., Диденко A.H., Козлов Э.В. Дислокационные структуры и упрочнение ионно-имплантированных металлов и сплавов // Изв. вузов. Физика. -1994,-№5.-С. 92-108.

18.Sharkeev Yu.P., GirsovaN.V., RyabchikovA.I. etal.. Dislocation structure in coarse-grained copper after ion implantation // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. - 1995. - V. B106. - P. 532-537.

19.Колобов Ю.Р., Шаркеев Ю.П., Абдрашитов В.Г., Кашин О.А. Разработка физических основ и компьютерное конструирование технологий ионной имплантации металлов // Физическая мезомеханика и компьютерное конструи-

рование материалов / Под ред. В. Е. Панина. В 2-х томах. - Новосибирск: Наука, 1995. - Т. 2. - Гл. 23. - С. 214-239.

20.Шаркеев Ю.П., Гирсова Н.В., Рябчиков А.И. и др. Дислокационная структура в крупнозернистой меди после ионной имплантации // Физика и химия обработки материалов. - 1996. - № 4. - С. 14-20.

21 .Sharkeev Yu.P., KozlovKV., DidenkoA.N. etal. The mechanisms of the longrange effect in metals and alloys by ion implantation // Surface and Coatings Technology. - 1996. - V. 83. - P. 15-21.

22.Sharkeev Yu.P., GashenkoS.A., Pashchenko O.V. etal. Evaluation of microhardness of ion-implanted metals II Surface and Coatings Technology. -1997.-V.91.-P. 20-24.

23.Пащенко O.B., Гирсова H.В., Гашенко C.A., Шаркеев Ю.П. и др. Микротвердость ионно-имплантированных металлов // Физика и химия обработки материалов. - 1997. - № 4. - С. 13-18.

24. Шаркеев Ю.П., Колупаева С.Н., Гирсова Н.В. и др. Эффект дальнодействия в металлах при ионной имплантации //Металлы. - 1998. - № 1. - С. 109-115.

25.Sharkeev Yu.P., KozlovE.V., DidenkoA.N. Defect structures in metals exposed to irradiation of different nature I I Surface and Coatings Technology. - 1997. -V. 96/1.-P. 103-109.

26.Psakhie S.G., Zolnikov K.P., KadyrovRI., Rudenskii G.E., VassilievS.A., Sharkeev Yu.P. About Nonlinear Mechanism of Energy Transformation at Ion Implantation // J. Mater. Sci. Technol. - 1999. - V. 15. - No. 6. - P. 581-582.

27 .Sharkeev Yu.P., Perry A. J., GeistD.E. etal. Modification of a disordered Ni3Fe alloy surface by 50 kV Zr ion implantation // Thin Solid Films. - 1997. - V. 308-309.-Issue 1-2.-P. 393-398.

28.Kolobov Yu.R., Sharkeev Yu.P., Abdrashitov V.G., Kashin O.A. Development of physical fundamentals and computer design of technology of ion implantation of metals // Physical Mesomechanics of Heterogeneous Media and Computer-Aided Design of Materials / Edited by Victor E. Panin. - Cambridge International Science Publishing. - First published June 1998 ISBN 1 898326193. - Chapter 15. - P. 312336.

29.Панин С.В., ШаркеевЮ.П., ГриценкоБ.П., Панин В.Е. Изучение влияния ионно-легированного слоя на развитие пластической деформации поликристаллического алюминия на мезоуровне // Поверхность. Рентгеновские, син-хротронные и нейтронные исследования. -1998. - № 6. - С. 56-65.

30.Гирсова Н.В., Гриценко Б.П., Шаркеев ЮЛ. и др. Структурно-фазовые превращения в сплаве Ni3Fe при высокодозовой ионной имплантации // Изв. вузов. Физика. - 1998. - № 11. - С. 15-24.

ЪХ.Псахье С.Г., Зольников КП., КадыровР.И., РуденскийГ.Е., ШаркеевЮ.П., Кузнецов В.М. О возможности формирования солитонообразных импульсов при ионной имплантации // Письма в ЖТФ. - 1999. - Т. 25. -Вып. 6. - С. 7-12.

Ъ2.Легостаева Е.В., Панин С.В., Гриценко Б.П., Шаркеев Ю.П. Исследование процессов пластической деформации на макро-, мезо и микромасштабных уровнях при трении и износе стали 45, поверхностно упрочненной ионной имплантацией // Физическая мезомеханика. -1999. - Т 2, № 5. - С. 79-92.

33. Sharkeev Yu.P„ Perry A. J., FortunaS.V. A transmission electron microscope study of the long-range effect in titanium nitride after metal ion implantation // Surf. Coat. Techn. - 1998. - V. 108-109. - P. 419-424.

34 .Sharkeev Yu.P„ FortunaS.V., Perry A.J. Modification of metals and hard coatings using vacuum-arc metal ion implantation // Ion Implantation Technology / Edited by J. Matsuo, G. Takaoka and I. Yamada, eds. - IEEE, Piscataway, NJ. - 1999. -P. 873-876.

35.PerryA.J., Sharkeev Yu.P., GeistD.E., FortunaS.V. Dislocation network developed in titanium nitride by ion implantation // Journal of Vacuum Science & Technology, A. - 1999. - V. 17. - Issue 4. - P. 1848-1852.

36.Sharkeev Yu.P., GritsenkoB.P., Fortuna S.V., PerryA.J. Modification of metallic materials and hard coatings using metal ion implantation // Vacuum. - 1999.- V. 52 - P. 247-254.

Подписано в печать ¿. + С\.2.с~{.'и Тираж 100 экз.

Заказ № /У/У Отдел оперативной полиграфии ТГАСУ, Томск - 3, пл. Соляная 2

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Шаркеев, Юрий Петрович

Введение,

1. Эффекты дальнодействия при ионной имплантации и история открытия

1.1. Ионная имплантация

1.2. Взаимодействие ускоренных ионов с твердым телом.

1.3. Структурно-фазовые превращения в поверхностном ионно-легируемом слое

1.4. Эффекты дальнодействия

1.4.1. История исследования эффектов дальнодействия.

1.4.2. Эффекты дальнодействия при малых дозах ионного облучения

1.4.3. Радиационно-индуцированное расслоение твердых растворов и эффект дальнодействия при ионном облучении

1.4.4. Фазовые переходы и атомные перестройки при ионном облучении

1.4.5. Эффекты дальнодействия в монокристаллах чистых металлов

1.4.6. Эффекты дальнодействия в ионно-имплантированных покрытиях ™

2. Эффект дальнодействия. Формирование дислокационных структур в металлах и сплавах при ионной имплантации

2.1. Типы дислокационных субструктур

2.2. Формирование дислокационной структуры в подслое металлической мишени при ионной имплантации

2.3. Количественные характеристики дефектной структуры подслоя ионно-имплантированных чистых металлов

2.3.1. Дислокационная структура в подслое

2.3.2. Точечные дефекты в подслое

2.4. Эффект дальнодействия в субструктурно упрочненной меди

2.5. Влияние структурно-фазового состояния мишени на дислокационную структуру

2.6. Эффект дальнодействия и структурно-фазовое состояние поверхностного легированного слоя мишени

2.7. Параметры ионной имплантации и дефектная структура подслоя

Механические свойства и развитие пластической деформации на мезоуровне в ионно-имплантированных металлах и сплавах. Кривые течения ионно-имплантированных металлов

3.2. Влияние ионно-легированного поверхностного слоя на развитие пластической деформации на мезоуровне

3.3. Трибологические свойства ионно-имплантированных металлов

3.4. Микротвердость ионно-имплантированных металлов и сплавов

3.4.1. Особенности измерения микротвердости ионно-имплантированных металлов и сплавов

3.4.2. Микротвердость ионно-имплантированных металлов и сплавов

3.4.3. Экспериментальная оценка вкладов в микротвердость

3.4.4. Расчет микротвердости на основе моделей деформационного упрочнения

Механические напряжения в ионно-имплантированных мишенях

4.1. Процессы в поверхностном слое, приводящие к возникновению механических напряжений

4.2. Оценка напряжений в ионно-имплантированной мишени в рамках модели термоупругости

4.3. Измерение и расчет напряжений с использованием лазерной интерферометрии

4.4. Динамические напряжения, возникающие вокруг каскадов атомных столкновений

Введение диссертация по физике, на тему "Эффект дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах"

В течение 20-30 лет внимание исследователей привлечено в нашей стране и за рубежом к проблеме ионной модификации поверхностей конструкционных материалов. Широкий спектр выполненных исследований по взаимодействию потоков заряженных частиц с твердым телом не только показал высокую перспективность использования пучков ускоренных ионов в качестве уникального инструмента для модификации оптических, магнитных, химических, механических и других поверхностных свойств различных материалов (металлы, сплавы, диэлектрики, полупроводники), но и определил технологические направления, где ионные пучки уже успешно применяются. Разработан и успешно эксплуатируется ряд ионных источников, позволяющий формировать ионные пучки практически любого элемента из периодической таблицы Менделеева с энергией от килоэлектронвольт до единиц Гигаэлектронвольт. В случае металлических материалов, где для модификации свойств требуются высокие дозы ионного облучения, обычно применяют источники, позволяющие получать ионные пучки с энергией в интервале от десятков до сотен килоэлектронвольт. Такие ионные источники имеют относительно низкую стоимость и высокую контролируемость и повторяемость режимов ионной обработки. Обработка поверхности материала пучком ускоренных ионов и получила название «ионная имплантация».

Исследование физических процессов, имеющих место при взаимодействии ускоренных ионов с твердом телом, шло параллельно с разработкой технологических процессов. При этом основное внимание в исследованиях было сосредоточено на тонком поверхностном слое мишени, толщина которого была порядка длины пробега внедряемых при имплантации ионов. При средних энергиях ионов глубина проникновения ионов составляет не более нескольких десятков или сотен нанометров. Именно в этом тонком поверхностном слое в процессе ионной имплантации и происходит изменение химического состава (легирование) и структуры в широком смысле 6 слова. В поверхностном слое идет образование выделений и метастабиль-ных фаз, осуществляется перестройка кристаллической решетки, происходит аморфизация, генерируются радиационные дефекты, формируются дислокационные структуры высокой плотности и т. п. Результаты экспериментального и теоретического исследований процессов, имеющих место в поверхностном ионно-легируемом слое при бомбардировке мишеней ускоренными ионами, представлены в сотнях и тысячах статей и десятках монографий и обзоров. Можно утверждать, что природа процессов, происходящих именно в поверхностном легируемом при ионной имплантации слое мишени, значительно изучена и во многом понята. Имеющиеся теоретические модели и экспериментальные данные позволяют во многом предсказывать и прогнозировать те модифицирующие изменения, которые происходят в поверхностном слое мишени при ионной имплантации.

Между тем, некоторые экспериментальные факты, полученные при исследовании различных свойств и микроструктуры ионно-имплантированных материалов, свидетельствовали, что влияние ионных потоков при облучении ряда полупроводниковых и металлических материалов не ограничивается тонким поверхностным слоем, где происходит торможение внедряемых ионов, а распространяется на существенно большие расстояния. Такие результаты были получены, прежде всего, для таких механических свойств как микротвердость, износостойкость, коэффициент трения и т. п. На момент начала исследований по данной работе в научной периодике уже появились первые сообщения и о возможном изменении структурно-фазового состояния при ионной имплантации в более глубоких слоях мишени по сравнению с толщиной поверхностного легированного слоя. В работах, опубликованных П. В. Павловым и Д. И. Тетельбаумом, Д. К. Судом и Г. Дирнли, В. С. Хмелевской, В. Н. Черниковым и А. П. Захаровым, М. И. Гусевой, В. М. Анищиком и В. В. Угловым, Ю. А. Перловичем, А. Н. Диденко и А. Е. Лигачевым, Л. М. Мэтом и С. А. Б. Болом, имелись отдельные сведения о дальнодействующем влия7 нии ионной имплантации на структуру и свойства полупроводниковых и металлических материалов. Данное явление получило название эффекта дальнодействия.

К началу выполнения настоящего исследования не было ясно, носит ли эффект дальнодействия общий характер и имеет ли место при ионной имплантации любых кристаллических материалов. Основные закономерности этого явления и его физическая природа не были изучены. Необходимость всестороннего исследования нового эффекта была вызвана не только фундаментальными, но и прикладными аспектами. Дальнодейст-вующая модификация микроструктуры при ионной имплантации различных материалов, особенно металлических конструкционных материалов, может быть еще одним фактором повышения поверхностных свойств, что необходимо учитывать при разработке новых технологий, включающих ионную имплантацию как основной процесс.

Настоящая работа посвящена всестороннему изучению нового фундаментального явления при ионной имплантации кристаллических тел -эффекта дальнодействия в металлических материалах.

Целью работы являлось экспериментальное и теоретическое исследование дефектной структуры, формирующейся при высокодозовой ионной имплантации в приповерхностном слое металлических материалов с анализом физической природы эффекта.

Для реализации указанной цели в работе решались следующие экспериментальные и теоретические задачи:

4. Исследование проявления эффекта дальнодействия в ионно-имплантированных материалах на различных масштабных уровнях при последующей активной пластической деформации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из пяти глав, введения, заключения и выводов и списка цитируемой литературы, включающего 386 наименований. Диссертация содержит 425 страниц, в том числе 219 страниц текста, 143 рисунка и 14 таблиц.

Во введении дается краткое обоснование актуальности работы, формулируется цель и основные задачи работы, а также основные положения, выносимые на защиту. В первой главе приводится основные сведения об ионной имплантации, как методе модификации структуры и свойств материалов. Рассматриваются основные элементарные процессы, которые имеют место при взаимодействии ионов с твердым телом, приводятся основные характеристики этих процессов и формулы для оценки характеристик, полезные экспериментатору. Дается краткий обзор и анализ структурно-фазовых превращений, которые имеют место в поверхностном ионно-легируемом при имплантации слое. Приводится полный систематический критический обзор истории исследования эффекта дальнодействия в кристаллических телах при ионной имплантации с полным списком работ, опубликованных в печати исследователями, включая автора, на момент завершения работы. Дается определение эффекта дальнодействия в твердых телах при ионной имплантации.

Вторая глава содержит результаты экспериментального исследования дефектных структур, формирующихся в приповерхностных слоях металлических материалах при ионной имплантации. Дана характеристика объектов исследования, режимов ионной имплантации, методики подготовки тонких фольг для просвечивающей электронной микроскопии. Рассматривается дислокационная подсистема и подсистема точечных дефектов. Показано, что параметры эффекта дальнодействия (плотность дислокаций в подслое, толщина подслоя мишени и др.) определяются режимами ионной имплантации, исходным структурно-фазовым состоянием мишеней. Определяющую роль в проявлении эффекта дальнодействия играют напряжения, генерируемые в поверхностном слое мишени при ионной имплантации. Величина напряжений определяется структурно-фазовым состоянием,

10 которое формируется в поверхностном слое мишени в процессе ионной имплантации.

Третья глава посвящена исследованию эффектов дальнодействия, проявляющихся в механических характеристиках ионно-имплантируемых металлов и сплавов (износостойкость, микротвердость, одноосная деформация). Приводятся результаты экспериментального исследования эффекта дальнодействия, проявляющегося на мезомасштабном уровне при активном нагружении ионно-имплантированных металлических материалов. Предлагается схема оценки микротвердости ионно-имплантированных металлов, основанная на теоретических моделях упрочнения.

В четвертой главе рассматриваются процессы в поверхностном слое ионно-легируемых мишеней, приводящие к генерации динамических и статических напряжений в процессе ионной имплантации. Рассматриваются методы экспериментального измерения напряжений и приводятся результаты экспериментального измерения напряжений в мишени, как в процессе ионной имплантации, так и после ионного воздействия. В рамкам модели термоупругости дается теоретическая оценка напряжений, генерируемых в мишени в процессе ионной имплантации.

Пятая глава посвящена физической природе эффекта дальнодействия в металлических материалах при ионной имплантации. Приводится критический анализ ранее предложенных механизмов эффекта дальнодействия, опубликованных в литературе. Рассматривается роль динамических и статических напряжений в эффекте дальнодействия. Предложена математическая модель динамического движения дислокаций в ионно-имплантированных металлических материалов. Приводятся результаты расчетов и анализ полученных результатов. Завершает главу параграф, в котором рассматривается физическая природа эффекта дальнодействия в металлических материалах.

В разделе «Заключение и выводы» сформулированы важнейшие результаты, полученные в работе.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Эффект дальнодействия при ионной имплантации металлических материалов заключается в формировании дефектной структуры (неразори-ентированные дислокационные субструктуры и дислокационные петли) в приповерхностном слое мишени. Толщина этого подслоя с возросшей при ионной имплантации плотностью дислокаций для различных материалов достигает 50 мкм и более, что значительно больше толщины легируемого поверхностного слоя. Зависимость скалярной плотности дислокаций от расстояния до облученной поверхности имеет максимум, локализованный, как правило, на расстоянии 10-15 мкм от поверхности мишени.

2. Установленные зависимости количественных параметров дефектных структур, формирующихся в приповерхностном слое чистых неупроч-ненных металлов в зависимости от параметров ионной имплантации (дозы падающих ионов и дозы внедренных ионов, интенсивности ионного потока) и характеристик химического элемента, внедряемого при имплантации (радиуса и атомной массы, растворимости в мишени).

3. Экспериментально установленные закономерности формирования дефектных структур в приповерхностном слое упрочненных металлов и сплавов в зависимости от их структурно-фазового состояния и параметров упрочнения.

6. Экспериментально установленные закономерности проявления эффекта дальнодействия в механических характеристиках ионно

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

выводы.

1. В металлах и сплавах эффект дальнодействия при ионной имплантации заключается в формировании дефектной структуры в приповерхностном слое облучаемой мишени, толщина которого существенно больше (по крайней мере, на порядок) толщины поверхностного слоя, легируемого при ионной имплантации (см. рисунок). В отожженных металлах с

380 низкой плотностью дислокаций эффект дальнодействия проявляется в генерации дислокаций, в увеличении плотности дислокаций на 1-1,5 порядка и в формировании дислокационных субструктур в слое мишени, локализованном за поверхностным ионно-легированным слоем.

2. Наряду с формированием дислокационной структуры в подслое металлической мишени при ионной имплантации формируется подсистема дислокационных петель. Дислокационные петли в приповерхностном слое образуются вследствие конденсации точечных дефектов, диффун-дируемых из поверхностного ионно-имплантируемого слоя, а также генерируемых при динамическом движении дислокаций винтовой ориентации в приповерхностном слое, или возникают в поверхностном слое в результате коалесценции точечных дефектов и затем перемещаются в глубь образца из поверхностного слоя за счет упругого взаимодействия между петлями дислокаций.

3. Дислокационные субструктуры, формирующиеся в подслое металлической мишени при ионной имплантации, подобны дислокационным субструктурам, формирующимся в металлах, деформированных от единиц до 10-15 %. Формирующиеся при ионной имплантации в подслое металлической мишени дислокационные субструктуры являются неразориен-тированными. Шесть типов неразориентированных дислокационных субструктур наблюдается в подслое. Это: ячеистая дислокационная субструктура, ячеисто-сетчатая дислокационная субструктура, дислокационные клубки и переплетения, сетчатая дислокационная субструктура, дислокационные скопления и хаотическое распределение дислокаций. Формирование дислокационных субструктур связано с процессами самоорганизации дислокационной структуры, генерируемой в процессе ионной имплантации в мишени.

381 ций от расстояния до поверхности, подвергнутой облучению, является кривая с максимумом, локализованным, как правило, на расстоянии 10-15 мкм от облученной поверхности.

6. Формирование дислокационной структуры в подслое ионно-имплантируемой мишени имеет место не только в хорошо отожженных металлах с низкой плотностью дислокаций, но и в деформированных металлах. Субструктурное упрочнение уменьшает величину эффекта вплоть до его полного исчезновения. В металлах с повышением степени деформационного упрочнения (плотность дислокаций увеличивается) величина эффекта дальнодействия уменьшается. В сильно деформированных металлах, где сформирована дислокационная структура высокой плотности, эффект дальнодействия практически не проявляется. Установлен предел су б структурного упрочнения, при котором эффект дальнодействия не проявляется.

7. В сплавах важную роль в проявлении эффекта дальнодействия при ионной имплантации играет характер (твердорастворное, зернограничное, дисперсное, многофазное) и степень упрочнения. Наличие барьеров для движения дислокаций (дислокационная структура высокой плотности, границы зерен, прослойки второй фазы, дисперсные частицы и т.п.) снижают величину эффекта. Важнейшими условиями проявления эффекта дальнодействия являются низкий предел текучести и невысокая плотность дислокаций в исходном состоянии мишени до ионной имплантации.

8. Вследствие изменения дефектной структуры в приповерхностном слое ионно-имплантируемой мишени могут существенным образом повышаются механические (износостойкость, микротвердость) и другие свойства. Изменение свойств может иметь место для приповерхностных слоев, толщина которых много больше толщины легируемых поверхностных слоев, и изменяется от единиц до десятков микрон и более.

10.Эффекты дальнодействия в ионно-имплантированных металлических материалах проявляются на мезоскопическом масштабном уровне. Формирование при ионной имплантации в мишени тонкого упрочненного поверхностного слоя приводит к изменению в приповерхностном слое характера пластического течения от гетерогенного к гомогенному со слабо выраженным деформационным рельефом. Толщина приповерхностного слоя составляет в алюминии 200-250 мкм при малых деформациях и уменьшается до 100-150 мкм при средних и высоких деформациях.

11.Ионная имплантация сопровождается формированием в поверхностном легируемом слое значительных механических напряжений, которые являются, по природе образования, статическими и динамическими напряжениями. Экспериментальные данные и результаты расчетов показывают, что напряжения, возникающие при высокодозовой ионной имплантации, достигают величин порядка 103 МПа, существенно превы

383 шающих предел текучести материала и достаточных для инициирования механизмов накопления дислокаций в подслое мишени.

12.Дислокации в приповерхностном слое ионно-имплантируемой мишени образуются вследствие пластической деформации подслоя, обусловленной изгибом мишени; инжекции дислокаций, дислокационных петель и точечных дефектов из поверхностного легируемого слоя. Предложена математическая модель динамического движения дислокаций. Под действием напряжений, генерируемых в легируемом поверхностном слое мишени, дислокации разгоняются до высоких скоростей, выбрасываются из указанного слоя и за счет высокой кинетической энергии и полей напряжений проходят в подслое мишени расстояния, существенно превышающие толщину легируемого поверхностного слоя. В процессе ионной имплантации в подслое мишени идет накопление дислокаций и увеличение их плотности.

384

Заключение и выводы

Выполнено систематическое экспериментальное исследование и развиты принципиальные концепции нового фундаментального явления, имеющего место при взаимодействии ускоренных ионов с твердыми кристаллическими телами - эффекта дальнодействия. Эффект дальнодействия заключается в изменении дефектной структуры и/или структурно-фазового состояния в приповерхностном слое ионно-имплантируемой мишени, непосредственно расположенном за поверхностным слоем, в котором происходит торможение внедряемых ионов (см. рисунок). Толщина подслоя с модифицированной при ионной имплантации микроструктурой варьирует от единиц до десятков микрон и более. На основании анализа результатов исследования и сопоставления с литературными данными сделаны следующие

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Шаркеев, Юрий Петрович, Томск

1. Легирование полупроводников ионным внедрением /Перевод под ред. B.C. Вавилова, В.М. Гусева. М.: Мир, 1971. - 531 с.

2. Пранявичюс Л., Дудонис Ю. Модификация свойств твердых тел ионными пучками. Вильнюс: Мокслас, 1980. - 242 с.

3. Комаров Ф.Ф., Новиков А.П. Новые методы ионно-лучевой обработки полупроводниковых кристаллов // Итоги науки и техники. Серия: Пучки заряженных частиц и твердое тело. Физические основы лазерной и пучковой технологии. -М.: ВИНИТИ, 1984. Т 5. - С. 113-162.

4. Комаров Ф.Ф., Новиков А.П., Соловьев B.C., Ширяев С.Ю. Дефекты структуры в ионно-имплантированном кремнии. Минск: Изд-во Минского университета, 1990. - 319 с.

5. Домку с М., Пранявичюс Л. Механические напряжения в имплантированных твердых телах. Вильнюс: Мокслас, 1990. - 158 с.

6. Симонов В.В., Корнилов Л.Н., Шаилелев A.B., Шокин Е.В. Оборудование ионной имплантации. М.: Радио и связь, 1988. - 183 с.

7. Белый A.B., Кукареко В.А., Лободаева О.В., Таран И.И., Ших С.К. Ион-но-лучевая обработка металлов, сплавов и керамических материалов. -Минск: Физико-технический институт, 1998. 220 с.

8. Гусева М.И. Ионная имплантация в металлах // Поверхность. Физика, химия, механика. 1982. - № 4. - С. 27-50.

9. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. М.: Энергоатомиз-дат, 1987. - 184 с.

10. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия, 1990. -216 с.

11. Быковский Ю.А, Неволин В.Н., Фоминский В.Ю. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов. М.: Энергоатомиздат, 1991. -237 с.385

12. Sharkeev Yu.P., Gritsenko B.P., Fortuna S.V., Perry A.J. Modification of metallic materials and hard coatings using metal ion implantation // Vacuum. 1999.- V. 52 - P. 247-254.

13. Аксенов А.П., Бугаев С.П., Емельянов А. А, Ерохин Г.П., Панковец Н.Г., ТолопаА.М., Чесноков С. М. Получение широкоапертурных пучков ионов металлов // ПТЭ. 1987. - № 3. - С. 139-142.

14. Бугаев С.П., ОксЕ.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. "Титан" источник газовых и металлических ионов на основе контрагированного разряда и вакуумной дуги // Изв. вузов. Физика. - 1994. - № 3. - С. 53-65.

15. Brown G. Advances in metal ion sources // Nucl. Instr. Meth. 1989. -V. B37/38. - P. 68-73.

16. Treglio J.R., Perry A.J., Stinner R.J. The economics of metal ion implantation // Surf. Coat. Techn. 1994. - V. 65. - P. 184-188.

17. Ryabchikov A.I. Repetitively pulsed vacuum arc and plasma sources and new methods of ion and ion-plasma treatment of materials // Surf. Coat. Techn. 1997.-V. 96. - P. 9-15.

18. Рябчиков А.И., Дектярев С.В., Степанов И.Б. Источники "РАДУГА" и методы импульсно-периодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов // Изв. вузов. Физика. 1998. - № 4. - С. 193-207.

19. Ryabchikov А.I., Stepanov I.B., Dektjarev S.V., Sergeev O.V. Vacuum arc ion and plasma source Raduga 5 for materials treatment // Rev. Sci. Instrum. 1998. - V. 69. - P. 810-816.

20. OksE.M., Yushkov G.Yu., Evans P. J., Oztarhan A, Brown I. G., Dickinson M.R., Liu F., Macgill R.A., Monteiro O.R., Wang Z. Hybrid gas-metal co-implantation with a modified vacuum arc ion source // Nucl. Instr. Meth.- 1997. V. B127/128. - P. 782-786.

21. Brown G., Anders A., Anders S., Dickinson M.R., MacGill R.A., OksE.M. Recent advances in vacuum ion sources // Surf. Coat. Techn. 1996. - V. 84.- P. 550-556.386

22. Treglio J.R., Elkind A., S tinner R.J., Perry A.J. Advanced vacuum arc metal ion implantation systems // Surf. Coat. Techn. 1997. - V. 96. - P. 1-8.

23. Gunzel R., Brutscher J., Mandl S., Moller W. Utilization of plasma ion implantation for tribological applications // Surf. Coat. Techn. 1997. - V. 96. -P. 16-21.

24. Rey D.J., FaehlR.J., Matossian J.N. Key issues in plasma-source ion implantation// Surf. Coat. Techn. 1997. - V. 96. - P. 45-51.

25. Khvesyuk V.I., Tsyganov P. A. The use of high-voltage discharge at low pressure for 3D ion implantation // Surf. Coat. Techn. 1997. - V. 96. - P. 68-74.

26. Potter D.I., Ahmed M., Lamond S. Microstructural Developments during Implantation of Metals. Ion Implantation and Ion Beam Processing of Materials // Materials Research Society Symposia Proceedings. 1984. -V. 27. -P. 117-126.

27. Арифов У.А. Взаимодействие атомных частиц с поверхностью твердого тела. М.: Наука, 1968. - 370 с.

28. Технология ионного легирования / Под ред. С. Намбы. Перевод с япон.

29. B.Ф. Овчарова под ред. П.В. Павлова. М.: Советское радио, 1974. -158 с.

30. Лейман К. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов / Перевод с англ. Г.И. Бабкина. М: Атомиз-дат, 1979.-296 с.

31. Кумахов М.А., Комаров Ф.Ф. Энергетические потери и пробеги ионов в твердых телах. Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1979. - 319 с.

32. Гусева М.И., Мартыненко Ю.В., Плешивцев Н.В. Проблемы первой стенки термоядерных реакторов // Исследование и разработка материалов для реакторов термоядерного синтеза. М.: Наука, 1981.1. C. 106-115.

33. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация / Перевод с нем. под ред. М.И. Гусевой. М.: Наука. 1983. - 360 с.387

34. Гусева М.И. Ионная имплантация в неполупроводниковые материалы // Итоги науки и техники. Серия: Пучки заряженных частиц и твердое тело. Физические основы лазерной и пучковой технологии. -М.: ВИНИТИ, 1984. Т. 5. - С. 5-54.

35. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высшая школа, 1984. - 320 с.

36. Ахиезер И.А., Даывдов Л.Н. Введение в теоретическую радиационную физику металлов и сплавов. Киев: Наукова Думка, 1985. - 142 с.

37. Ионная имплантация / Под ред. Дж.К. Хирвонена. Перевод с англ. под ред. О.П. Елютина. М.: Металлургия, 1985. - 391 с.

38. Калин Б.А., Скорое Д. М., Якушин B.J1. Проблемы выбора материалов для термоядерных реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 184 с.

39. Бабад-Захряпин A.A. Высокотемпературные процессы в материалах, поврежденных низкоэнергетическими ионами. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 115 с.

40. Буренков А.Ф., Комаров Ф.Ф., Кумахов М.А., Темкин М.М. Пространственные распределения энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений в твердых телах. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 245 с.

41. Кирсанов В.В., Суворов А.Л., Трушин Ю.В. Процессы радиационного дефектообразования в металлах. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 272 с.

42. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой /Выпуск II. Под ред. Р. Бериша. Перевод с англ. под ред.В.А. Молчанова. М.: Мир, 1986. -488 с.388

43. Бергамбеков Л.Б. Разрушение поверхности твердых тел при ионном и плазменном облучении. М.: МИФИ, 1987. - 77 с.

44. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / Под ред. Дж.М. Поута, Г. Фоти, Д.К. Джекобсона. Перевод с англ. под ред. А. А. Углова. М.: Машиностроение, 1987. - 424 с.

45. Ионная имплантация и лучевая технология / Под ред. Дж.С. Вильямса, Дж.М. Поута. Перевод с англ. A.M. Евстигнеева. Под общей ред. О. В. Снитько. Киев: Наукова Думка, 1988. - 360 с.

46. Попов В. Ф., Горин Ю. Н. Процессы и установки электронно-ионной технологии. М.: Высшая школа, 1988. - 255 с.

47. Зеленский В.Ф., Неклюдов И.М., Черняева Т.П. Радиационные дефекты и распухание металлов. Киев: Наукова Думка, 1988. - 296 с.

48. Суворов АЛ. Структура и свойства поверхностных атомных слоев металлов. М: Энергоатомиздат, 1989. - 295 с.

49. Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел / Составитель Е.С. Машкова. Перевод с англ. Е.С. Машковой. М.: Мир, 1989.- 349 с.

50. Белый A.B., Маку шок Е.М., Поболъ И.Л. Поверхностная упрочняющая обработка с применением концентрированных потоков энергии. -Минск: Наука и техника, 1990. 78 с.

51. Гусева М.И., Мартыненко. Взаимодействие частиц плазмы с поверхностью. // Итоги науки и техники. Серия: физика плазмы. / Под ред. В.Д. Шафранова. М.: ВИНИТИ, 1990. - Т. 11 - С. 150-190.

52. Кирсанов В.В. ЭВМ-эксперимент в атомном материаловедении. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 304 с.

53. Аккермен А.Ф. Моделирование траекторий заряженных частиц в веществе. М: Энергоатомиздат, 1991. - 200 с.

54. Nastasi M. and Mayer J. W. Thermodynamics and kinetics of phase transformations induced by ion irradiation. North-Holland. - 1991. - 51 p.389

55. Плетнев В.В. Современное состояние теории физического распыления неупорядоченных материалов // Итоги науки и техники. Серия: Распыление. / Научный редактор Ю. В. Мартыненко. М.: ВИНИТИ, 1991. -Т. 5. - С. 4-62.

56. Кучинский В.В. Распыление и изменение состава поверхности многокомпонентных материалов при ионной бомбардировке // Итоги науки и техники. Серия: Распыление. / Научный редактор Ю. В. Мартыненко. М.: ВИНИТИ, 1991. - Т. 5 - С. 63-117.

57. Беграмбеков Л.Б. Эрозия и трансформация поверхности при ионной бомбардировке // Итоги науки и техники. Серия: Пучки заряженных частиц и твердое тело. Распыление. / Научный редактор Ю. В. Мартыненко. М.: ВИНИТИ, 1993. - Т. 7 - С.4-53.

58. Комаров Ф.Ф., Новиков А.П. Ионно-лучевое перемешивание при облучении металлов // Итоги науки и техники. Серия: Пучки заряженных частиц и твердое тело. Распыление. Научный редактор Ю. В. Мартыненко. М.: ВИНИТИ, 1993. -Т. 7. - С.54-81.

59. Раджабов Т.Д., Искаидерова З.А., Лифанова Л.Ф., Камардин А.И. Модификация свойств поверхности материалов и покрытий ионным облучением. -Ташкент: Изд-во «Фан», 1993. 201 с.

60. Абдрашитов В.Г., Рыэ/сов В.В. Моделирование распределения примеси при ионной имплантации // Изв. вузов. Физика. 1994. - № 5. - С. 8-22.

61. Комаров Ф.Ф. Эффекты высокоэнергетической имплантации в металлы // Изв. вузов. Физика. 1994. - № 5. - С. 23-40.

62. Armour D.G. Ion beam deposition // Nucí. Instr. Meth. -. 1994. V. B89. -P. 325-331.

63. Взаимодействие заряженных частиц с твердым телом /Под ред. А. Грас-Марти, Г.М. Урбассека, Н.Р. Аристы, Ф. Флоренса.

64. М: Высшая школа, 1994. - 744 с.390

65. Плешивцев Н.В., Красиков Е.А. Защита от коррозии металлов, сплавов и сталей ионной бомбардировкой. Обзор // Металлы. 1995. - № 4. -С. 98-129.

66. Экилтейн В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела /Перевод с англ. М.Г. Степановой. Под ред. Е.С. Машковой. М: Мир, 1995. - 321 с.

67. Nastasi М., Mayer J.W., Hirvonen J.К. Ion-Solid Interactions: Fundamentals and Applications. Cambridge: Cambridge Solid State Science Series, Cambridge University Press, - 1996. -XXVII p. - 540 p.

68. Плешивцев H.В., БажинА.И. Физика воздействия ионных пучков на материалы. М.: Вузовская книга, - 1998. - 392 с.

69. Ghaly Mai, Nordkund Kai and Averback R.S. Molecular dynamics investigations of surface damage produced by kiloelectronvolt self-bombardment of solids // Phil. Mag. A. 1999. - V. 79. - No. 4. - P. 795-820.

70. ByeliA.V., Kukareko V.A., Lobodaeva O.V., Wilbur P.J. and Davis J.A. High current density ion implantation and its application to improve the wear resistance of ferrous materials // Wear. 1997. - V. 203/204. - P. 596607.

71. Wilbur P. J., Davis J. A., Williamson D.L., VajoJ.J., Wei R. High current-density broad-beam boron ion implantation // Surf. Coat. Techn. 1997. -V. 96.- P. 52-57.

72. Фазовые превращения при облучении / Под ред. В.Ф. Нолфи. Перевод с англ. М.Е. Резницкого, В.М. Устинщикова, А.Б. Цепелева. Под ред. JI.H. Быстрова. Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1989,- 312 с.

73. Рябчиков А.И. Нетрадиционные методы импульсно-периодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов II Изв. вузов. Физика. 1994. - № 6. - С. 52-63.

74. Clapham L., Witt on J.L., Rigway M.C., Hauser N., Petravic M. High dose, heavy ion implantation into metals: The use of a sacrificial carbon surface391layer for increased dose retention // J. App. Phys. 1992. - V. 72. - No. 9. -P. 4014-4019.

75. Clapham L., Witton J.L., Pascual R., Rigway M.C, Hauser N. The use of an A1 sacrificial layer to improve retention during high dose Pt ion implantation into Ni //J. App. Phys. 1993. - V. 74. - No. 11. - P. 1-6.

76. Clapham L., Witton J.L., RuckD. High dose implantation of yttrium and barium ions into copper: the use of a sacrificial carbon surface layer for enhanced retention //Nucl. Instr. Meth. 1993. - V. B80/81. - P. 501-504.

77. Clapham L. High dose, heavy ion implantation into metals: the use of a sacrificial surface layer to enhance retention //Surf. Coat. Techn. 1994. -V. 65. - P. 24-29.

78. Clapham L., Witton J.L., Jackman J.A., Rigway M.C. High-dose Pt ion implantation into stainless steel through a sacrificial carbon layer: carbon mixing effects //Surf. Coat. Techn. 1994. - V. 65. - P. 398-402.

79. Duffy A.G., Clapham M., Rigway С., Whitton J.L. Mixing and corrosion in Ni implanted with Pt L. through a sacrificial layer of alumina // 1996. -V. 83. - P. 189-193.

80. Ion Beam Modification / Editors S. Kalbitzer, O. Mayer, G. K. Wolf. // Proceedings of the Eight International Conference on Ion Beam Modification of Materials. Heidelberg, Germany, 7-11 September 1992. North-Holland, 1993, - Parts 1, 2, - 1538 p.

81. Паршин A.M. Структура, прочность и радиационная повреждаемость коррозионностойких сталей и сплавов. Челябинск: Металлургия, Челябинское отделение, 1988. - 656 с.

82. Ягодкин Ю.Д. Ионно-лучевая обработка металлов //Итоги науки и техники. Серия: Металловедение и термическая обработка. М.: ВИНИТИ, 1990. Т. 24. - С. 166-221.

83. Кадыржанов К.К., Туркебаев Т.Э., Удовский А.Л. Физические основы ионных технологий создания стабильных многослойных металлических материалов. Алма-Ата: Принт., 1992. - 195 с.392

84. Тюменцев А.Н. Коротаев А.Д., Бугаев С.П. Закономерности структурно-фазовых превращений в металлических сплавах при высокодозной ионной имплантации //Изв. вузов. Физика. 1994. - № 5. - С. 8-22.

85. Коротаев А.Д., Тюменцев А.Н. Аморфизация металлов методами ионной имплантации и ионного перемешивания // Изв. вузов. Физика. -1994.-№ 8.-С. 3-30.

86. ЖетбаевА.К, Кадырэ/санов К.К., Туркебаев Т.Э., Русаков В.С., Айма-нов М.Ш. Фазовые превращения в имплатационных системах металл-металлоид. Алматы: Гылым., 1995. - 178 с.

87. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. -М.: Металлургия, 1976. 407 с.

88. Успенская Г.В., Генкин В.М., Тетелъбаум Д.И. Изменение межплоскостных расстояний в глубоких слоях кремния при бомбардировке ионами средних энергий // Кристаллография. 1973. - Т. 18.- Вып. 2. -С. 363-366.

89. Павлов П.В., Тетелъбаум Д.И., Павлов А.П., Зорин Е.И. Структурные превращения при бомбардировке железа, никеля и молибдена ионами Аг+, № и С+ //Доклады Академии наук СССР. 1974. - Т. 217. -№2.-С. 330-332.

90. Павлов П.В. Физические проблемы ионной имплантации твердых тел // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 1981. - Вып. 3/31. -С. 95-102.

91. Морозов Н. П., Тетелъбаум Д.И. Глубокое проникновение радиационных дефектов из ионно-имплантированного слоя в объем полупроводников // Физика и техника полупроводников. 1983. - Т. 17. - Вып. 5. -С. 838-842.

92. Павлов П.В., Семин Ю. А., Скупое В.Д., Тетелъбаум Д. И. Влияние упругих волн, возникающих при ионной бомбардировке, на структурноесовершенство полупроводниковых кристаллов // Физика и техника полупроводников. 1986. - Т. 20. - Вып.З. - С. 503-507.

93. Pavlov P. V., Tetelbaum D.I., Skupov V.D., et. al. Abnormally deep structural change in ion-implanted silicon // Phys. Stat. Sol.(a). 1986. - V. 9. -No. l.-P. 395-402.

94. Скупое В.Д., Тетелъбаум Д.И. О влиянии упругих напряжений на трансформацию скоплений дефектов в полупроводниках // Физика и техника полупроводников. 1987. - Т. 21. - Вып. 8. - С. 1495-1497.

95. Павлов П.В., Скупое В Д., Тетелъбаум Д. И. О роли механических напряжений и упругих волн в структурных превращениях в кристаллах при ионной бомбардировке и последующем отжиге // Физика и химия обработки материалов. 1987. - № 6. - С. 19-24.

96. Семин Ю. А., Скупое В.Д., Тетелъбаум Д.И. Усиление генерируемых ионной бомбардировкой упругих волн при распространении в кристалле с кластерами дефектов // Письма в ЖТФ. 1988. - Т. 14. -Вып. 3. - С. 273-276.

97. Скупое В.Д., Тетелъбаум Д.И., Шенгуров В.Г. Влияние протяженных дефектов в исходных кристаллах на эффект дальнодействия при ионной имплантации // Письма в ЖТФ. 1989. - Т. 15. - Вып. 22. - С. 44-47.

98. Павлов А. П., Тетелъбаум Д.И., Курилъчик Е.В., Романов И. Г. О механизме изменения свойств металлов с высокой степенью структурного несовершенства при малых дозах ионного облучения // Доклады Академии наук СССР. 1990. - Т. 311. - № 3. - С. 606-608.

99. Павлов П. В., Семин Ю. А., Скупое В.Д., Тетелъбаум Д.И. Ударно-акустические эффекты в кристаллах при ионном облучении // Физика и химия обработки материалов. 1991. - № 6. - С. 53-57.

100. Курилъчик Е. В., Павлов П. В., Павлов А. П., Тетелъбаум Д.И. Эволюция свойств поликристаллических металлов (на примере пленок Fe, Ni и фольг пермаллоя) при ионной имплантации // Поверхность. Физика, химия, механика. 1992. - № 4. - С. 102-107.394

101. Павлов П.В., Тетелъбаум Д.И., Курильчик Е.В., Сорвина В.П., Куници-наО.И., Тулина И.В. Дальнодействие в металлах и полупроводниках при ионном облучении // Высокочистые вещества. 1993. - № 4. -С. 26-31.

102. Павлов П. В., Тетелъбаум Д. И., Курильчик Е. В., Куницина О. И., Тулина И. В. Эффект дальнодействия при ионном облучении металлических фольг // Металлы. 1993. - № 3. - С. 78-83.

103. Тетелъбаум Д.И. Эффект дальнодействия при корпускулярном (ионном и электронном) облучении твердых тел // Вестник Нижегородского госуниверситета. Материалы, процессы и технологии электронной техники. Нижний Новгород: Издание ННГУ, 1994. - С. 111-118.

104. Тетелъбаум Д.И., Курильчик Е. В. Об энергетическом пороге эффекта дальнодействия при ионном облучении тонких фольг металлов // Высокочистые вещества. 1995. - № 2. - С. 98-100.

105. Тетелъбаум Д.И., Курильчик Е. В., Сидорова А.И., Гладилова Т.Г. Влияние экранирования на эффект дальнодействия при ионном облучении металлических фольг // Металлы. 1996. - № 5. - С. 114-116.

106. Тетелъбаум Д.И., Сорвина В.П., Курильчик Е.В., Щербакова И. А., Семин Ю. А., Сидорова А.И. О механизме эффекта дальнодействия при облучении твердых тел // Известия Академии наук. Серия физическая. 1996. - Т. 60. - № 4. - С. 210-212.

107. Tetelbaum D.I., Kurilchik E.V., Latisheva N.D. Long-range effect at low-dose ion electron irradiation of metals // Nucl. Instr. Meth. 1997. -V. 127/128.-P. 153-156.

108. Тетелъбаум Д.И., Трофимов A.A., Курильчик E.В., Азов А.Ю., Доценко E.E. Эффект фотомеханической памяти в металлах как проявление эффекта дальнодействия // Вестник Нижегодского университета. Серия: Физика твердого тела. 1998. - Вып. 2. - С. 157-161.

109. Sood D.K. and Dearnaley G. Radiation damage in copper single crystals // J. Vac. Sci. Technol. 1975. - V. 12. - No. 1. - P. 463-467.

110. Vos M. and Boerma D.O. Lattice damage in single crystals of Cu after self-implantation studied by channeling // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 1986. -V. B15. - P. 337-340.

111. Быков В.H., Здоровцева Г.П., Троян В.А., Хмелевская В. С. Радиационные нарушения в монокристаллах молибдена при ионном облучении // Кристаллография. 1977. - Т. 22. - С. 138-143.

112. Черников В.H., Захаров А.П. Н Сборник тезисов докладов XI Всесоюзной конференции по электронной микроскопии. Физика. М.: Наука, -1979. -Т. 1. -С. 175.

113. Черников В.Н., Захаров А.П. Приповерхностные дефекты в молибдене, облученном низкоэнергетическими ионами водорода и гелия при 1500°С // Поверхность. Физика, химия, механика. 1984. - № 2. - С. 7988.

114. Chernikov V.N., Zakharov А.P. and Kazansky P.R. Relation between swelling and embrittlement during post-irradiation annealing and instability of396helium-vacancy complex in nickel // Journal of Nuclear Materials. 1988. -V. 155-157.-P. 1142-1145.

115. Chernikov V.N. and Zakharov A. P. Helium behaviour in tungsten under high-temperature irradiation from glow discharge // J. Nucl. Mat. 1989. -V. 165. - P. 89-100.

116. Гольцев В.П., Анищик В.М. Углов В.В. Радиационное нарушение структуры переходных металлов при ионном облучении // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 1983. - Вып. 1 (24). - С. 52—53.

117. Гольцев В.П., Ходасевич В.В., Углов В.В., Ковчур Ю.С. Упрочнение поверхностных слоев железа и никеля, облученных ионами аргона // Вестник АН БССР. Серия: Физ.-энерг. н. 1984. - № 4. - С. 21-24.

118. Евстюхин А.И., Перлович Ю.А., Писарев A.A., Тельковский В.Г., Фесен-ко В.А. Рентгеновское изучение структурных изменений в объеме деформированных металлов под воздействием ионного облучения // Металлы. 1983. -№ 4. - С. 139-144.

119. Писарев A.A., Перлович Ю.А. Евстюхин А.П., Тельковский В.Г. Воздействие облучения ионами дейтерия на структуру поликристаллического ниобия // Атомная энергия. 1983. - Т. 54. - № 2. - С. 116-118.397

120. Matthews L.M. and Ball C.A.B. Transmission electron microscopy of carbon-implanted {111} copper surfaces // J. Appl. Phys. 1987. - V. 61. -No. 6.-P. 2166-2169.

121. Диденко A.H., Лигачев A. E., Козлов Э.В., Куракин И.Б., ШаркеевЮ.П. Структурные изменения глубинных слоев материала после модификации ионными пучками и природа его упрочнения // Доклады Академии наук СССР. 1987. - Т. 296. - № 4. - С. 869-871.

122. Шаркеев Ю.П., Пушкарева Г.В., Никонова И.В., Козлов Э.В., Рябчиков А. И. Исследование структуры приповерхностных слоев чистых металлов после ионной имплантации // Сборник научных трудов398

123. Физика износостойкости поверхности металлов". Ленинград, 1988. -С. 159-163.

124. Шаркеев Ю.П., Пушкарева Г.В., Рябчиков А.И. Модификация микроструктуры и механических свойств чистых металлов ионными пучками высоких энергий // Изв. вузов. Черная металлургия. 1990. - № 10 -С. 90-91.

125. Диденко А.Н., Шаркеев Ю.П., Козлов Э.В., Рябчиков А.И. Ионная имплантация и "эффект дальнодействия" в поликристаллическом a-Fe // Металлы. 1993. - № 3. - С. 122-129.

126. Sharkeev Yu.P., Didenko A.N., Kozlov E.V. High dislocation density structures and hardening produced by high fluency pulsed-ion-beam implantation // Surface and Coatings Technology. 1994. - V. 65. - P. 112-130.

127. Шаркеев Ю.П., Диденко A.H., Козлов Э.В. Дислокационные структуры и упрочнение ионно-имплантированных металлов и сплавов // Изв. вузов. Физика. 1994. - № 5. - С. 92-108.400

128. Sharkeev Yu.P., Kozlov E.V., Didenko A.N., Kolupaeva S.N., Vihor N.A. The mechanisms of the long-range effect in metals and alloys by ion implantation // Surface and Coatings Technology. 1996. - V. 83. - P. 15-21.

129. Sharkeev Yu.P., Gashenko S.A., Pashchenko O.V., Krivobokov V.P. Evaluation of microhardness of ion-implanted metals // Surface and Coatings Technology. 1997. - V. 91. - P. 20-24.

130. Пащенко О.В., Гирсова H.В., Гашенко С.А., Шаркеев Ю.П., Кривобокое В.П. Микротвердость ионно-имплантированных металлов // Физика и химия обработки материалов. 1997. - № 4. - С. 13-18.

131. Шаркеев Ю.П., Колупаева С.Н., Гирсова Н.В., Вихорь Н.В., Фортуна C.B., Попов Л. Е., Козлов Э. В. Эффект дальнодействия в металлах при ионной имплантации // Металлы. 1998. - № 1. - С. 109-115.

132. Sharkeev Yu.P., Kozlov E.V., Didenko A.N. Defect structures in metals exposed to irradiation of different nature // Surface and Coatings Technology. 1997. -V. 96/1.-P. 103-109.

133. Psakhie S.G., Zolnikov K.P., Kadyrov R.I., Rudenskii G.E., Vassiliev S.A., Sharkeev Yu.P. About Nonlinear Mechanism of Energy Transformation at4011.n Implantation // J. Mater. Sci. Technol. 1999. - У. 15. - No. 6. -P. 581-582.

134. Sharkeev Yu.P., Perry A. J., Geist D.E., Ryabchikov A.I., Tailashev A.S., Girsova N. V., Kozlov E. V. Modification of a disordered NisFe alloy surface by 50 kV Zr ion implantation 11 Thin Solid Films. 1997. - V. 308-309. - Issue 1-2. - P. 393-398.

135. Гирсова Н.В., Ериценко Б.П., Шаркеее Ю.П., Рябчиков А.И., Тайла-uiee А.С., Фортуна С.В., Козлов Э.В. Структурно-фазовые превращения в сплаве NisFe при высокодозной ионной имплантации // Изв. вузов. Физика. 1998. - № 11. - С. 15-24.

136. Псахъе С.Г., Зольников К.П., Кадыров Р.П., Руденский Г.Е., Шаркеее Ю.П., Кузнецов В. М. О возможности формирования солитонооб-разных импульсов при ионной имплантации // Письма в ЖТФ. 1999. -Т. 25.-Вып. 6.-С. 7-12.

137. Таран А. А., Батуричева З.Б., Чайковский Э.Ф. Изменение дислокационной структуры в монокристаллах вольфрама, облученных ионами аргона // Поверхность. Физика, химия, механика. 1988. - № 2. - С. 146148.402

138. Friendland E., LeRoux H. and Malherbe J.B. Deep radiation damage in copper after ion implantation // Rad.Eff.Lett. 1986. - V. 87. - P. 281-292.

139. Friedland E. and Alberts H. W. Deep Radiation Damage in Metals after Ion Implantation //Nucl. Instr. Meth. 1988. - V. B33. - P. 710-713.

140. Friedland E.and Alberts H.W. Radiation Damage in Nickel and Iron after Ion Implantation // Nucl. Instr. Meth. 1988. - V. B35. - P. 244-246.

141. Friedland E., Alberts H.W. and Fletcher M. Temperature Dependence of Damage Ranges in Some Metals after Argon Implantation // Nucl. Instr. Meth. 1990. - V. B45. - P. 492-494.

142. Friedland E. and Fletcher M. Structure Dependence of Radiation Damage Depths after Ion Implantation // Nucl. Instr. Meth. 1992. - V. B64. -P. 242-245.

143. Friedland E., Van der Berg N.G., Meyer О. and Kalbitzer S. Study of Implantation Damage Ranges in Metals at Temperature Ranging from 5K to 300K //Nucl. Instr. Meth. 1996. - V. B118. - P. 29-33.

144. Friedland E., Van der Berg N. G., Hanbmann J. and Meyer O. Dmage ranges in Metals after Iom Implantation // Surf. Coat. Techn. 1996. - V. 83. -P. 10-14.

145. Крейнделъ Ю.Е., Овчинников В.В. Фазовые превращения нетепловой природы и эффекты дальнодействия при бомбардировке сплавов ионами газов // Физика и химия обработки материалов. 1991. - №3. -С. 14-20.403

146. Kreindel Yu.E., Obchinnikov V.V. Structural transformations and long-range effects in alloys caused by gas ion bombardment // Vacuum. -1991.-V. 42.-No. 1/2.-P. 81-83.

147. Obchinnicov V.V. Self-propagating phase transformations in metastable media induced by ion implantation // Proceeding XVI International Symposium Discharges Electrical Insulation Vacuum. Moscow-St. Petersburg, SPIE. - 1994. - V. 2259 - P. 605-608.

148. Ovchinnicov V V, Kogan Yu.D., Gavrilov N.V. and Shtoltz A.K. The formation of extraordinary magnetic states in an iron nickel alloy with b.c.c. -f.c.c. transitions induced by ion irradiation // Surface Coating Technologies. -1994.-V. 64.-P. 1-4.

149. Syutrin N.N., Ovchinnicov V.V., Talantsev E.F. and Chernoborodov V.I. Field ion microscopy investigation of the disorder-to-order transformation in FePd2Au after bombardment by Ar+ ions // Phil. Mag. A. 1994. - V. 70. -No. 3.-P. 439-445.

150. Ovchinnicov V.V., Chernoborodov V.I., Ignatenko Yu.G. Change of electrical properties of alloys and excitation of low-temperature atom mobility by ion bombardment // Nuclear Instrument Methods. 1995. - V. В103. -P. 313-317.

151. Овчинников В.В. Мессбауэровская спектроскопия ионно-легированных металлов и сплавов // Металлы. 1996. - №6. - С. 104-129.

152. Быков В.Н., Малынкин В.Г., Хмелевская B.C. Эффекты дальнодействия при ионном облучении // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. 1989. - Вып. 3(50). - С. 45-52.

153. Хмелевская B.C., Малынкын В.Г., КаширинС.И., КудряЕ.В. Морфология твердых растворов в области неравновесного фазового перехода, индуцированного облучением // Поверхность. Физика, химия, механика. 1991. - №2. - С. 55-60.

154. Khmelevskya V.S., Malinkin V.G.and Solovyev S.P. Nonequilibrium structure in irradiated metallic alloys // Journal of Nuclear Materials. 1993. -V. 199. - P. 214-220.

155. Khmelevskya V.S., Malinkin V.G. Solovyev S.P. and Kudrya E.V. Anomalous changes of the Fe-Cr alloy properties under high dose ion irradiation // Radiation Effects and Defects in Solids. 1994. - V. 132. - P. 41-47.

156. Хмелевская В. С. Радиационно-индуцированные состояния в металлических системах. Автореф. дис. . докт. физ.-мат. наук. М.: Институт стали и сплавов, 1990.

157. Квасов Н. Т., Ярашюнас К.Ю., Спижук С.Ф., ШилинаС.Ю. . Термоупругие эффекты в полупроводниках при ионно-лучевом травлении и проблема дальнодействия // Физика и химия обработки материалов. -1990.-№5.- С. 9-13.

158. Бунин А.Ю., Гаврилов Н.В., Ивченко В.А., Крейндель Ю.Е., Кузнецова Л.Ю., Сюткин H.H. Эффект дальнодействия в ионно-имплантированном сплаве СщАи // Физика металлов и металловедение. 1990. -№ 4. - С. 171-175.

159. Сюткин H.H., Ивченко В. А. Полевая ионная микроскопия ионно-имплантированных сплавов // Изв. вузов. Физика. 1994. - № 5. - С. 4158.

160. Кричевер Е.И. Влияние низкотемпературной имплантации азота на субструктуру твердых сплавов // Физика и химия обработки материалов. 1990. -№3. - С. 25-27.405

161. Комиссаров А.П., Махлин H.A., Поляков В.А. Изменения в поверхностных слоях металлов при низкоэнергетическом облучении ионами активного газа //Физика и химия обработки материалов. 1991. - № 3. -С. 5-13.

162. Козьма A.A., Мылихин C.B., Соболь О.В., Аринкин A.B., Палатник Л.С., Пинегин В.И., Черемской П. Г. II Физика и химия обработки материалов. 1991. -№ 6. - С. 168-175.

163. Козлов Э.В., Терешко И.В., Попова H.A., Игнатенко Л.Н., Силин И.И., Липский Э.А. Структурные изменения в приповерхностных и глубинных слоях меди под действием плазмы газового разряда // Цветные металлы. 1991.-№ 7. - С. 53.

164. Козлов Э.В., Терешко И.В., Ходырев В.И., Попова H.A., Игнатенко Л.Н., Липский Э.А. Формирование дефектной структуры при воздействии на металлы плазмы газового разряда // Изв. вузов. Физика. -1992.-М? 1. С. 14-19.

165. Козлов Э.В., Терешко И.В., Попова H.A. Физическая картина модификации поверхностных слоев и объема металла при воздействии низкоэнергетической плазмы // Изв. вузов. Физика. № 5. - 1994. - С. 127140.

166. Rauschenbach В. И Abstracts of 8-th Inter.Confer. on Ion Beam Modification of Materials. Heidelberg, Germany, 1992. - P. 32.

167. Диасалидзе Э.M., Марков В.Л., Соловьева А.Е. Структурные изменения в поликристаллическом оксиде иттрия при облучении ионами ксенона // Физика и химия обработки материалов. № 1. - 1992. - С. 16-21.406

168. Романов И.Г., Рябчиков А.И., Царева И.Н., Романова Г.М., Москви-чевЕ.П. О поверхностном упрочнении инструментальных сталей непрерывными и импульсными потоками ионов // Металлы. 1993. -№3. -С. 113-121.

169. Perry A.J., Treglio J.R., S chaffer J.P., Brunner J., Valvoda V. and Rafaja D. Non-destructive study of the ion-implantation-affected zone (the long-range effect) // Surf. Coat. Techn. 1994. - V. 66. - P. 377-383.

170. Geist D.E., Perry A.J. and Treglio J. R., Valvoda V. and Rafaja D. Residual stress in ion implanted titanium nitride studied by parallel beam glancing incidence X-ray diffraction //Adv. X-ray Anal. 1995. - V. 38. - P. 471-478.

171. Perry A. J., Geist D.E., Narasimhan K. and Treglio J.R. -On state of stresses in the surface of ground cemented carbide before and after metal ion implantation // Surf. Coat. Techn. 1996. - V. 86-87. - P. 364-371.

172. Perry A. J., Geis D.E. Residual stress and integral strain distribution in yttrium implanted titanium nitride // Vacuum. 1997. - V. 48. - P. 833-838.

173. Perry A. J., Manory R.R., Nowak R. and Rafaja D. Port treatment of titanium nitride by ion implantation // Vacuum. 1998. - V. 49. - P. 89-95.407

174. Perry A.J. and Geist D.E. On the residual stress profile developed in titanium nitride by ion implantation // Nucl. Instr. Meth. 1997. -V. B127/128. - P. 967-971.

175. Perry A. J., Geist D.E. High compressive stresses in titanium nitride made by CVD and post-implanted with yttrium ion // Surf. Coat. Techn. 1997. -V. 94-95. - P. 309-314.

176. Perry A.J., Geist D.E. and Rafaja D. Residual stress in cemented carbide following a coating process and after an ion implantation post-treatment of the coating // Surf. Coat. Techn. 1998. - V. 108-109. - P. 225-229.

177. Tang G., Choi B.H., Kim W., Jung K-S., Lee J.H., Song T.Y., ShonD.S., Han J. G. Study of precipitation and dislocations in nitrigen implanted Zir-caloy-4 // Surf. Coat. Techn. 1996. - V. 83. - P. 115-119.

178. Козырь И.Г., Цыганов И. А., Шаршаков И.М. К вопросу об эффекте дальнодействия при ионной имплантации // Физика и химия обработки материалов. 1996. - № 2. - С. 5-8.

179. Sharkeev Y.P., Perry A. J., Fortuna S. V. A transmission electron microscope study of the long-range effect in titanium nitride after metal ion implantation // Surf. Coat. Techn. 1998. - V. 108-109. - P. 419-424.

180. Sharkeev Yu.P., Fortuna S.V., Perry A.J. Modification of metals and hard coatings using vacuum-arc metal ion implantation // Ion Implantation Technology / Edited by J. Matsuo, G. Takaoka and I. Yamada, eds. -IEEE, Piscataway, NJ. 1999. - P. 873-876.

181. Perry A. J., Sharkeev Y.P., Geist D.E., Fortuna S.V. Dislocation network developed in titanium nitride by ion implantation // Journal of Vacuum Science & Technology, A. 1999. - V. 17. - Issue 4. - P. 1848-1852.

182. Was G.S. Surface mechanical properties of aluminum implanted nickel and co-evorapeted Ni-Al on nickel // J. Mater. Res. 1990. - V. 5. - No. 8. -P. 1668-1683.

183. Алехин В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов. М.: Наука, 1983. - 280 с.

184. Brown G., Feinberg В., Galvin J.E. Multiply stripped ion generation in metal vapor vacuum arc //J. Appl. Phys. 1988. - V. 63 (10). - P. 4889-4898.

185. Brown G., Godechot X. Vacuum arc ion charge-state distributions // IEEE Trans. Plasma Sci. 1991. - V. 17. - No. 5. - P. 713-717.

186. Nastasi M.and Walter K. Ion implantation // Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Tecnology. 1995. - V. 14. - P. 783-814.

187. Пивоваров A.JJ. Эффект дальнодействия при облучении металлов ион-но-плазменными потоками // Металлофизика и новейшие технологии. 1994.-Т. 16.-№12.-С. 3-17.

188. Мартыненко Ю.В. Эффекты дальнодействия при ионной имплантации // Итоги науки и техники. Пучки заряженных частиц и твердое тело. -М.: ВИНИТИ, 1993. Т. 7. - С. 82-112.

189. Конева Н. А., Козлов Э.В. Физическая природа стадийности пластической деформации // Изв. вузов. Физика. 1990. - № 2. - С 89-106.409

190. Конева H.A., Козлов Э.В., Тришкина Л.И. Классификация дислокационных субструктур // Металлофизика. 1991. - Т. 12. - № 1. - С. 49-58.

191. Конева H.A., Козлов Э.В. Закономерности субструктурного упрочнения // Изв. вузов. Физика, 1991. - № 3. - С. 71-80.

192. Козлов Э.В., Конева H.A. Эволюция дислокационной структуры и термодинамика пластической деформации металлических материалов // Металлы. 1993. - № 5. - С. 152-161.

193. Koneva N.A., Kozlov Е. V., Trishkina L.I., Pekarskaya Е.Е. Thermodynamics of substructure under plastic deformation of metals and alloys // Materials Science & Engineering. 1997. - V. A234-236. -P. 614-616.

194. Хоникомб P. Пластическая деформация металлов. M.: Мир, 1972. -408 с.

195. Штремелъ М.А. Прочность сплавов. Ч. I. Дефекты решетки. М.: Металлургия, 1982. - 279 с

196. Конева H.A., Козлов Э.В. Природа субструктурного упрочнения. Изв. вузов. Физика. 1982. - № 8. - С. 3-14.

197. Жуковский С.П., Конева H.A., Кобытев B.C., Козлов Э.В. Влияние размера зерен на деформационное упрочнение упорядочивающегося сплава NisFe // Изв. вузов. Физика. 1981. - № 3. - С. 33-37.

198. Ryabchikov A.I., Arzubov N.M., Vasilyev N.A., Dektyarev S. V. The Raduga multipurpose ion/plasma source for surface modification of construction materials // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1991. -V. B59-60. - P. 124-127.

199. Болгар A.C., Турчанин А.Г., Фесенко B.B. Термодинамические свойства карбидов. Киев: Наукова Думка, 1973. - 272с.

200. Могутное Б.М., Томилин И.А., Щварцман Л.А. Термодинамика сплавов железа. М.: Металлургия, 1984. - 208с.

201. Котрелл A.A. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1958. - 267с.

202. Демиденкл B.C., Наумов И.И., Козлов Э.В., Кулькова С.Е., Лотков А.И., Потекаев А.И. Структурная неустойчивость в металлах и сплавах // Изв. вузов. Физика. 1998. - Т. 41. -№ 8. - С. 31-39.

203. Орлов А.Н. Точечные дефекты в кристаллах и их свойства // Дефекты в кристаллах и их моделирование на ЭВМ. Л.: Наука, 1980. - С. 5-22.

204. Коротаев А.Д., Чумляков Ю.И., БуишевЛ.С., Веселое Ю.Г., Есипен-ко В. Ф. Двойникование в монокристаллах гетерофазных сплавов Cu-Al-Co // ФММ. 1980. - Т. 50. - С. 406-414.

205. Чумляков Ю.И., Коротаев АД., БуишевЛ.С., Есипенко В.Ф. Деформационное упрочнение в поли- и монокристаллах сплавов Cu-Al-Co, содержащих некогерентные частицы //ФММ. 1980. - Т 50. - С. 367-376.

206. Солонина О.П. Жаропрочные сплавы. М.: Металлургия, 1976. - 446 с.

207. Коллингз Е.В. Физическое металловедение титановых сплавов. М.: Металлургия, 1988. - 222 с.

208. Wakelin R.J., Yates E.L. A study of the order-disorder transformation in iro-nickel alloys in the region FeNÍ3 // The Proceedings of the Physical Society. 1953. - V. 66. - Part 3. - P. 221-240.

209. Козлов Э.В., Тайлашев A.C., Штерн Д. М., Клопотов A.A. Превращение порядок-беспорядок в сплаве NÍ3Fe // Изв. вузов. Физика. — 1977. -№ 5. С. 32-39.

210. Физическое металловедение / Под ред. Р.У. Кана и П. Хаазена. Т 1. Атомное строение металлов и сплавов. / Перевод с англ. под ред. О.В. Абрамова, Ч.В. Копецкого, A.B. Серябрякова. - М.: Металлургия, 1987.-640 с.

211. MacGill R.A., Brown I. G., Galvin J.E. Some novel design features of the LBL metal vapor vacuum arc ion sources // Rev. Sci. Insrum. 1990. -V. 61(1).-P. 580-582.

212. Королев Б.И., Кузнецов В.И., Пито А.И., Плисковский В.Я. Основы вакуумной техники. М.: Энергия, 1975. - 416 с.

213. Ryabchkov A.I., Nasyrov R.A. Repetitively pulsed, high-concentration implantation//Nucl. Instr. Meth. 1991. - V. B61. - P. 48-51.

214. Latansion R.M. Surface effects in crystal plasticity: general overview // Surface effects in crystal plasticity / Edited by Latansion R.M. and Fourie J.T. -Cambridge, 1977.-P. 3-47.

215. Nabarro F.R.N. Surface effects in crystal plasticity overview from the crystal plasticity standpoint // Surface effects in crystal plasticity / Edited by Latansion R.M. and Fourie J.T. - Cambridge, 1977. - P. 49-125.

216. Block R.J., Johnson R.M. The existence of preferential surface deformation in copper single crystals // Acta Met. 1969. - V. 17. - P. 299-306.

217. Панин B.E., Егорушкин B.E., Макаров П. В. и др. И Физическая мезоме-ханика и компьютерное конструирование материалов. Новосибирск: Наука, 1995. - В 2-х томах. -298 с. и 320 с.

218. Панин В.Е. Методология физической мезомеханики как основа построения моделей в компьютерном конструировании материалов // Изв. вузов. Физика. 1995. - №11. - С. 6-25.412

219. Панин В.Е. Современные проблемы пластичности и прочности твердых тел // Изв. вузов. Физика. 1998. - № 1. - С. 7-34.

220. Панин В.Е., Панин C.B. Мезомасштабные уровни пластической деформации поликристаллов // Изв. вузов. Физика. 1997. - №1. - С. 31-40.

221. Абдрашитов В.Г., Рыжов В.В., Сергеев В.П., Яновский В.П. Исследование температурного режима мартенситных сталей при высокодозовой ионной имплатациию // Физика и химия обработки материалов. 1992. - №4. - С. 22.

222. Гриняев Ю. В., Панин В. Е. Расчет напряженного состояния в упруго-напряженном поликристалле // Изв. вузов. Физика. 1978. - №12. -С. 95.

223. Белый A.B., Карпенко Г. Д., Мышкин П. К. Структура и методы формирования износостойких поверхностных слоев. М.: Машиностроение, 1991.-208 с.

224. Справочник по триботехнике / Под ред. М. Хебды, A.B. Чичинадзе: В 3-х т. Т. 1. Теоретические основы. М.: Машиностроение, 1989. - 400 с.

225. Лаврентьев В. П., Погребняк А. Д. Воздействие ионных пучков на железо и стали //Металлофизика и новейшие технологии. 1996. - Т. 18. - № 11. - С. 18-40.413

226. Lavrentiev V.l., Pogrebnjak A.D. High-dose ion implantation into metal // Surface coating technologies. 1998. - V. 99. - P. 24-32.

227. Рыбакова Л.M., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металла. М.: Машиностроение, 1982. - 212 с.

228. Колубаев A.B. Попов В.Л., Тарасов С.Ю. Структура и механизмы формирования поверхностных слоев при трении // Изв. вузов. Физика. -1997.-№8.- С. 89-95.

229. Гарбар И. И. О структуре и строении поверхностных слоев сопряженных материалов трущихся пар // Трение и износ. 1990. - Т. 11. - №4. -С. 581-593.

230. Лоцко Д.В., Милъман Ю.В. Структура приповерхностного слоя механически обработанных кристаллических материалов в связи с механизмом абразивного изнашивания //Трение и износ. 1993. - Т. 14. -№1. - С. 73-84.

231. Горский В.В. Масштабный скачок и формирование аморфно-кристаллических сплавов в явлении структурной приспосабливаемости металлов при трении в активных средах //Трение и износ. 1993. - Т. 14. - № 1.-С. 34-41.

232. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976. - 230 с.

233. Боярская Ю.С., Грабко Д.З., КацМ.С. Физика процессов микроинден-тирования. Кишенев: "Штииница", 1986. - 295 с.

234. The Science of Hardness Testing and Its Research Applications / Edited by J.H. Westbrook and H. Conrad. American Society for Metals. Metals Park, Ohio, 1973.

235. Momm Б.М. Испытания на твердость микровдавливанием. М.: Ме-таллургиздат, 1960.

236. Маника И.П., Маникс Я.С., Муктепавел Ф.О. Определение микротвердости тонких пленок и покрытий. Рига-Саласпилс: Институт физики Академии наук Латвийской ССР, 1990. - 39 с.

237. Milman Yu. V. Physics of hardness of high-melting compounds. // Materials science of Carbides, Nitrides and Borides / Edited by Y.G. Gogosti and R.A. Andrievski. Kluwer academic Publishers, 1999. - P. 323-336.

238. Buckle H. Use of the hardness Test to Determine Other Material Properties // The Science of Hardness Testing and ist Research Applicacions. Amer. Soc of Metals, Park, Ohio, 1973. - P. 453-494.

239. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы. М: Металлургия, 1987. 328 с.

240. Manika I. and Maniks J. Characteristics of deformation localization and limits to the microhardness testing of amorphous and polycrystalline coatings // Thin Solid Films. 1992. - V. 208. - P. 223-227.

241. Gilman J. Hardness A Strength Mikroprobe //The Science of Hardness Testing and ist Research Applicacions. - Amer. Soc of Metals, Park, Ohio, 1973.-P. 51-54.415

242. Гольдштейн М.И., Литвинов B.C., Бронфин Б.М. Металлофизика высокопрочных сплавов. М.: Металлургия, 1986. - 311 с.

243. Физическое металловедение //Под ред. Р.У. Кана и П. Хаазена :В 3-х томах. М: Металлургия, 1987. Т. 3. - 663 с.

244. Набарро Ф.Р.Н., Базинский З.С., ХолтД.Б. Пластичность чистых мо-нокристаллв. М: Металлургия, - 1967. - 215 с.

245. Мартин Дж. У. Микромеханизмы дисперсионного твердения сплавов. М.: Металлургия, 1983. - 176 с.

246. Пиккеринг Ф.Б. Физическое металловедение и разработка сталей. М.: Металлургия, 1982. - 184 с.

247. Kuhlman-Wilsdorf D. Tecnological High Strain Deformation of 'Wavy Glide' Metals and LEDS // Phys. Stat. Sol. (a). 1995. - V. 149. - P. 225-241.

248. Кривобокое В.П., Пащенко O.B. Математическая модель процессов переноса атомов в металлах при ионном облучении // Журнал технической физики. 1991. - Т. 61. - Вып. 3. -С. 188-191.

249. Избранные методы исследования в металловедении /Под ред. Г.-Й. Хунгера. М.: Металлургия, -1985. - 416 с.

250. Зеегер А. Механизмы скольжения и упрочнения в кубических гране-центрированных и гексагональных плотноупакованных материалах // Дислокации и механические свойства кристаллов. М: ПИЛ, 1960. -С. 179-268.

251. Kozlov Е. V., Popova N.A., Ivariov Yu.F., et al Structure and sources of longrange stress fields in ultrafine-grained copper // Ann. Chim. Fr. 1966. -No. 21.-P. 427-442.

252. Конева H.A., Козлов Э.В., Попова H.A. и др. Структура и источники дальнодействующих полей напряжений ультрамелкозернистой меди // Структура, фазовые превращения и свойства нанокристаллических сплавов. Екатеринбург УрО РАН, 1997. - С. 125-140.

253. Хирш П., ХовиА., Николсон и др. Электронная микроскопия кристаллов. -М.: Мир, 1968.- 574 с.

254. Конева H.A., Тришкина Л. П., Козлов Э.А. Спектр и источники полей внутренних напряжений в деформированных металлах и сплавах // Известия Академии Наук. Серия физическая. 1998. - Том 62. - № 7. -С. 1350- 1356.

255. Конева Н.Л., Лычагин Д.В., Теплякова Л.А., Козлов Э В. Разворот кристаллической решетки и стадии пластической деформации // Экспериментальное исследование и теоретическое описание дисклинаций. -Ленинград: ФТИ, 1984. С. 161-167.

256. Козлов Э.В., Лычагин Д. В., Попова H.A., Тришкина Л. П., Конева H.A. Дальнодействующие поля напряжений и их роль в деформации структурно-неоднородных материалов // Физика прочности гетерогенных материалов. Ленинград: ФТИ, 1988. - С. 3-13.

257. Конева H.A., Козлов Э.В., Попова H.A. и др. Структура и источники дальнодействующих полей напряжений ультрамелкозернистой меди. // Структура, фазовые превращения и свойства нанокристаллических сплавов. Екатеринбург УрО РАН, 1997. - С. 125-140.

258. Громов В.Е., Козлов Э.В. Базайкин В.II., Целлермаер В.Я., Иванов Ю.Ф., Игнатенко Л.Н., Попова H.A., Чинокалов В.Я., Полторацкий Л.М., За417киров Д. М. Физика и механика волочения и объемной штамповки. -М.: Недра, 1997. -293с.

259. Коротаев АД., Тюмещев А.Н., Суховаров В.Ф. Дисперсное упрочнение тугоплавких металлов. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1989.-211 с.

260. Коротаев А.Д., Тюмещев А.П., Пинжин Ю.П. Активация и характерные типы дефектных субструктур мезоуровня пластичекого течения высокопрочных материалов // Физическая мезомеханика. 1998. - Т. 1. - С. 23-35.

261. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев JI.H. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. М.: МИСИС, 1994. - 328 с.

262. Хейкер Д.М., ЗевинЛ.С. Рентгеновская дифрактометрия. М: ГИФМЛ, 1963.-380 с.

263. Комяк Н.И., Мясников Ю.Г. Рентгеновские методы и аппаратура для определения напряжений. Ленинград: Машиностроение, 1972. - 88 с.

264. Rauschenbach В. Phase formation in iron after high-fluency ion implantation//Nucl. Instr. Meth. 1993. - V. B80/81. - P. 303-308.

265. Badawi K.F., Goudeau Ph., PacaudJ., JaouenC., DelafondJ., NaudonA., Gladyszewski G. X-ray diffraction study of residual stress modification in Cu/W superlattices irradiated by light and heavy ions // Nucl. Instr. Meth. -1993.-V. B80/81. P. 404-407.

266. Иванов С.А. Неразрушающий рентгеновский анализ приповерхностных напряжений // Физика и технология упрочнения поверхности металлов. Ленинград, 1985. - С. 8-24.

267. Васильев Д. М. Дифракционные методы исследования структур. -Санкт-Петербург: издательство СПбГТУ, 1998. 502 с.

268. Тюмещев А.П., Коротаев АД., Пинжин Ю.П., Сафаров А.Ф., Панин О.В., Бугаев С.П., Щанин П.М. Закономерности аморфизации молибдена при ионной имплантации кремнием // ФММ. 1997. - Т. 83. -№5. - С. 131-138.

269. Титов В. В. Роль механических напряжений при легировании материалов с помощью ионных пучков. Москва, Институт атомной энергии им И. В. Курчатова, 1983. - 47 с. / Препринт ИАЭ-3774 /11.

270. Огибалов П.М., Грибанов В.Ф. Термоустойчивость пластин и оболочек. М.: Изд-во Московского университета, 1984. - 520 с.

271. Аменадзе Ю.А. Теория упругости. М.: Высшая школа, 1976. - 272 с.

272. Физические величины / Под ред. И.С. Григорьева и Е.З. Мейлихова. -М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

273. Беграмбеков Л.Б., Захаров A.M., Пустобаев A.A., Телъковский В.Г. Рост кристаллов на поверхности металлов при ионной бомбардировке. -Москва, МИФИ, 1986. 23 с. / Препринт 011-86.

274. Калин Б.А., Чернов И.П., Волков A.A. Развитие дефектной структуры металлов при облучении ионами гелия. Москва, МИФИ, 1985. - 24 с. Препринт 031-85.

275. Пожела И.П., Пронявичюс Л.И., Рогаускас A.B., Урбонас Д.-Т.А. Исследование упругих колебаний в твердом теле в процессе ионной имплантации // Поверхность. Физика, химия, механика. 1985.- №2. -С. 38-42.419

276. Панин В.E., Ериняев Ю.В., Егорушкин В.Е. Спектр возбужденных состояний и вихревое механическое поле в деформируемом кристалле // Изв. вузов. Физика. 1987. - №11. - Р. 36-51.

277. Теребушко О.П. Основы теории упругости и пластичности. М.: Наука, 1984. - 124 с.

278. Nie A.G A method for the determination of stress in and Young's modulus of silicon nitride passivation layers // Solid State Technology. 1980. - V. 23. -P. 81-84.

279. Исследование механических напряжений в полупроводниковых структурах // Измерительные приборы и стенды: Экспресс-информация. -М.: ВИНИТИ, 1976.-№37.-С. 1-5.

280. Katake П., Shin Т. Quantitave measurements of stress in silicon by photoelastisity and its application // J. Electoch. Soc. 1980. - V. 127. -P. 179-184.

281. Zeyfang R. Residual stress in thin single crystals bonded to and amorphous substrate: silicon integrated circuits // J. Appl. Phys. 1971. - V. 42. -P. 1182-1185.

282. EerNisse Е. P. Scientific technique for studying ion implantation damage // Journal of Applied Physics. 1971. - V. 18. - P. 581-583.

283. EerNisse E.P. Simultaneous thin-film stress and mass-change measurements using quartz resonators // Journal of Applied Physics. 1972. - V. 43. -P. 1330-1337.420

284. Primark W. Threshold for radiation effects in silicon // Phys. Rev. 1976. -V. B6.-P. 4846-4851.

285. EerNisse E.P. and Picraux S.T. Role of integrated lateral stress in surface deformation of He-implanted surfaces // Journal of Applied Physics. 1977. -V. 48.-No.l.-P. 9-17.

286. EerNisse E.P. Compaction of ion-implanted fused silica // Journal of Applied Physics. 1974. - V. 1. - P. 167-174.

287. Коронкевич В.П., Соболев B.C., Дубнищев Ю.Н. Лазерная интерферометрия. Новосибирск: Наука, 1983. - 212 с.

288. Коронкевич В.П., Ханов В.А. Современные лазерные интерферометры. -Новосибирск: Наука, 1985. 181 с.

289. King В. V., Kelly J. С., Dalglish R.L. A strain monitor for ion implantation // J. Phys. E.: Sci. Instrum. -1981. V. 14. - P. 930-932.

290. Термопрочность деталей машин / Под ред. И.А. Биргер. М.: Машиностроение, 1985. - 350 с.

291. Demidov А. V., Zhukov V.P., Fedorov G.B. Quantitave continuum approach to displacment spike phenomena in solids // Rad. Effct. 1986. - V. 88. -No. 2.-P. 129-139.

292. Zhukov V.P., Ryabenko A.V. The role of shock wave in low-energy recoil radiation damage // Rad. Effct. 1984. - V. 82. - No. 3/4. - P. 85-95.

293. ЪМ. Жуков В.П., Болдырев А.А. Нелокальная гидродинамика каскадов атомных столкновений // Радиационная стойкость материалов атомной техники. М.: Энергоатомиздат, 1989. - С. 3-8.

294. ХиртДж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972. - 479 с.

295. Жуков В.П., Болдин А.А. Генерация упругих волн при эволюции пиков смещений // Атомная энергия. 1987. - Т. 63. - № 6. - С. 375-379.421

296. Жуков В.П., Демидов A.B. Расчет пиков смещения в приближении сплошной среды // Атомная энергия. 1985. - Т. 59. - Вып. 1. - С. 29-33.

297. Адлене Д.Е., Восилюс И.И., Пранявичус Л.И. Исследование акустоэмис-сии при ионно-лучевой эрозии твердых тел // ЖТФ. 1982. - Т. 52. -Вып. 7. - С. 1430-1431.

298. Адлене Д.Е., Пранявичус Л.И. Генерация упругих волн в имплантированных твердых телах // Поверхность. Физика. Химия, механика. -1984. -№ 5. С. 100-105.

299. Ерофеев В.П., Романов И.Г., Царева И.П. Роль акустических волн при упрочнении ионными пучками // Волновые задачи механики. / Под ред. Весницкого А.И., Ерофеева В.И. Нижний Новгород: Нижегородский филиал института машиноведения РАН, 1992. - С. 51-63.

300. Иванов А.Н., Фомичева Е.И., Шелехов Е.В. Применение скользящего пучка для изучения поверхностных слоев на рентгеновском дифракто-метре общего назначения // Заводская лаборатория. 1989. - № 12. -С. 41-47.

301. Гришин Я.В., Лапина Е.Б. Методика рентгеноструктурных исследований фазового состава поверхностных слоев // Заводская лаборатория. -1983. -№ 4. С. 50-52.

302. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов. М.: ГИФМЛ, 1961.-863 с.

303. МиркинЛ.И. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1979. - 134 с.

304. Блохин М.А., Швейцер И.Г. Рентгеноспектральный справочник. -М.: Наука, 1982. 376 с.

305. Тихонов Л.В., Кононенко В.А., Прокопенко Г.П., Рафловский В. А. Механические свойства металлов и сплавов. Киев: Наукова Думка, 1986. -568 с.422

306. Мадер С., Зеегер А., Лейтц К. Деформационное упрочнение и распределение дислокаций в ГЦК-металлах // Структура и механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1967. С. 9-41.

307. Дамаск А. С., ДинсДж. Точечные дефекты в металлах. М.:Мир, 1966. - 305 с.

308. Макарец Н.В., Фалъко Г.П., Федорченко A.M. Распыление поверхности мишени и радиационно-стимулированная диффузия примеси // Поверхность. Физика, химия, механика. 1984. - № 3. - С. 29-32.

309. Мартыненко Ю.В., Московкин П. Г. Ускорение диффузии ионноим-плантированной примеси при больших дозах // ЖТФ. 1986. - Т. 61. -Вып. 1. - С. 179-180.

310. Zhukov V.P., Boldin A.A. Interaction of cascade-generated nonlinear elastic waves with structure elements in metals // Phys. Stat. Sol. (b). 1991. -V. 166. - P. 339-346.

311. Мартыненко Ю.В., Московкин П.Г. Механизмы изменения глубоких слоев твердого тела при ионной бомбардировке // Поверхность, физика, химия, механика. 1991. - № 4. - С. 44-50.

312. Tereshko I.V., Khodyrev V.I., Tereshko V.M., Lipsky E.A., Gobchare-пуа A. V:, Ofori-Sey S. Self-organizing processes in metals by low-energy ion beams // Nucl. Instr. Meth. 1993. - V. B80/81. - P. 115-119.

313. Тода M. Теория нелинейных решеток. M.: Мир, 1984. - 256 с.

314. Солитоны / Под ред. Буллафа Р., Кодри Ф. М.: Мир, 1983. - 408 с.

315. Wadati М. I/ Phys. Soc. Jap. 1975. - V. 38. - No. 3. - P. 673-680.

316. Сабиров P.X. Солитоны в атомной цепочке, подверженной внешней растягивающей силе // ФТТ. 1990. - Т. 32. - № 7. - С. 1992-1995.

317. Псахье С.Г., Зольников К.П., Коростелев С.Ю. О нелинейном отклике материала при высокоскоростной деформации. Атомный уровень // Письма в ЖТФ. 1995. - Т. 21. - Вып. 13.-С. 1-5.423

318. Псахъе С.Г., Зольников К.П., Сараев Д.Ю. Локальная структурная неустойчивость и формирование тепловых пятен в материалах при механическом нагружении // ФГВ. 1997. - Т. 33. - №2. - С. 43-46.

319. ПсахьеС.Г., Зольников К.П., Сараев Д. Ю. Нелинейные эффекты при динамическом нагружении материала с дефектными областями // Письма в ЖТФ. 1998. - Т. 24. - Вып. 3. - С. 42-46.

320. Psakhie S.G., Zolnikov К.P., Saraev D.Yu. Dissipation of solitary waves in aluminium with grain boundary //Journal of Materials Science & Technology. 1998. -V. 14. - P. 475-477.

321. Tereshko I. V., Khodyrev V.I., Lipsky E.A., Goncharenya A.V, Tereshko A.M. Materials modification by low-energy ion irradiation // NIMB. 1997.-V. 127/128. P. 861-864.

322. Попов JI.Е., Пудан Л.Я., Колупаева С.Н. и др. Математическое моделирование пластической деформации. Томск: Изд-во Томского госуниверситета, 1990. - 185 с.

323. Колупаева С.Н., Старенченко В. А., Попов Л.Е. Неустойчивости пластической деформации кристаллов. Томск: Изд-во Томского госуниверситета, 1994. 301 с.

324. Колупаева С.Н., Вихорь H.A., Коротаева Н.В., Попов Л.Е. Движение дислокаций при формировании полосы кристаллографического скольжения // ФММ. 1995. - Т. 80. - Вып. 4. - С. 51-57.

325. Колупаева С.Н., Вихорь H.A., Коротаева Н.В., Попов Л.Е. Математическое моделирование движения одиночной дислокации. Томск, 1994. -16 с. - Деп. в ВИНИТИ 18.04.94. № 907-В94.

326. Вихорь H.A. Математическое моделирование дислокационной подсистемы деформируемых г.ц.к. кристаллов: Автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. Томск, 1997. 23 с.

327. Альшиц В. И., Инденбом В.Л. Динамическое торможение дислокаций // УФН.- 1975.-Т. 115.-Вып. 1.-С. 3-39.

328. Martin J. W., Paetsch R. Viscosity and dislocation demping constant // Phys. Stat. Sol. (b). 1976. - V. 4. - P. 761-771.

329. ФридельЖ. Дислокации. M.: Мир, 1967. - 643 с.

330. Попов Л.Е., Колупаева С.Н., Коротаева Н.В. Динамическое торможение дислокаций и генерация точечных дефектов в ГЦК металлах // Математические модели пластичности. Томск, 1991. - С. 11-16.

331. Попов Л.Е., Старенченко В. А., Шалыгин И.И. Интенсивность генерации точечных дефектов при пластической деформации // ФММ. 1990. -№6.-С. 31-36.

332. Попов Л.Е., Конева H.A., Терешко H.A. Деформационное упорядочение сплавов. М: Металлургия, 1979. - 255 с.426