Структурные превращения в аморфном металлическом сплаве под воздействием потоков высокоэнергетических ионов и нейтронов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Голубок, Дмитрий Сергеевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
Московский государственный университет имени М В Ломоносова
Физический факультет
На правах рукописи
Голубок Дмитрий Сергеевич
СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В АМОРФНОМ МЕТАЛЛИЧЕСКОМ СПЛАВЕ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПОТОКОВ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИОНОВ И
НЕЙТРОНОВ
Специальность 01 04 07 - физика конденсированного состояния
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
Москва - 2007
003071074
Работа выполнена на кафедре физики твердого тела физического факультета Московского Государственного Университета имени М В Ломоносова
Научный руководитель
доктор физико-математических наук, профессор А А Новакова
Официальные оппоненты
доктор физико-математических наук, профессор Е Ф Макаров
доктор физико-математических наук, профессор А М Глезер
Ведущая организация
Московский инженерно-физический институт
Защита состоится -Р 2007 г в ^ часов на заседании диссертационного
совета К501 001 02 в Московском государственном университете им М В Ломоносова по адресу 119992 ГСП-2, г Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, аудитория ГофД
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ им М В Ломоносова
Автореферат разослан «2//» О-^ёЛл 2007 года
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук
И А Никанорова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Изучение структурных превращений в таких неравновесных системах, как аморфные металлические сплавы, при их облучении потоками заряженных частиц, способных инициировать различные процессы атомной перестройки за счет передачи энергии бомбардирующих частиц атомам твердого тела, представляет собой большой интерес с двух точек зрения Во-первых, для радиационной физики твердого тела имеет фундаментальное значение изучение процессов, ответственных за структурно-фазовые превращения в аморфных материалах, известных своей радиационной стойкостью вследствие отсутствия в них дальнего порядка Во-вторых, механизм передачи энергии (упругое или неупругое взаимодействие, ионизация) можно целенаправленно изменять путем выбора типа и энергии облучающих частиц, что открывает широкие перспективы использования радиационного воздействия, как инструмента технологической обработки
Помимо этого, для создания надежно работающих энергетических ядерных реакторов чрезвычайно важны исследования по радиационной стойкости конструкционных материалов к облучению нейтронами
Действие нейтрона при столкновении с атомами мишени заключается либо в образовании атома отдачи с большой энергией (часто десятки или сотни тысяч вольт), либо атома-осколка, возникшего при ядерном превращении или расщеплении Атомы отдачи в большинстве случаев будут иметь заряд, так как часть их электронов теряется при столкновении Поэтому можно начинать изучение радиационных воздействий с рассмотрения действия, производимого атомом отдачи, т е тяжелой заряженной частицей В таком случае воздействие нейтронной радиации принципиально не отличается от действий, непосредственно производимых тяжелыми заряженными частицами Другими словами, и здесь решается проблема прохождения тяжелой заряженной частицы через твердое тело
Вариация контролируемых параметров облучения, таких как энергия, поток ионов, температура образца, открывает большие возможности для получения принципиально новых материалов с необходимыми свойствами В случае аморфных металлических систем такая технологическая обработка может изменить их свойства на микро-, нано- и атомном уровне Тем самым, получение новых материалов с индивидуальными, причем настроенными под определенные технические условия свойствами, можно рассматривать как новый тип нанотехнологий
Цель работы
Исследование изменений структурного состояния аморфного сплава РеууЬ'^Зг^Ву после облучения высокоэнергетическими ионами и нейтронами
Научная новизна.
Впервые проведены экспериментальные исследования изменения структурного и магнитного состояния аморфного сплава вдоль траектории прохождения иона облучения до полной его остановки методом селективной по глубине конверсионной мессбауэровской спектроскопии
Экспериментально выделены и оценены вклады упругих и неупругих взаимодействий высокоэнергетических ионов и нейтронов вдоль их треков в структурную перестройку в аморфном сплаве
Впервые была обнаружена в приповерхностном слое аморфного металлического сплава в результате облучения медленными нейтронами, кристаллизация с образованием дендритных структур размерами порядка 50-1000 нм
Практическая ценность
1 Соединение теоретического представления и математических расчетов с экспериментальными исследованиями воздействия высокоэнергетических ионов и нейтронов на аморфные металлические сплавы
2 Впервые выявлены и проанализированы структурные превращения вдоль трека ионов облучения в аморфном сплаве
3 Впервые выявлено дендритообразование в приповерхностной области сплава в результате ядерной реакции захвата медленных нейтронов ядрами атома В с испусканием а - частиц с энергией Е=2,79 МэВ
Основные положения, вынесенные на защиту:
1 Экспериментальное исследование структурных изменений в аморфном сплаве вдоль трека ионов облучения Разделение влияния упругих и неупругих взаимодействий
2 Изменение структурного состояния по толщине аморфного сплава в зависимости от энергии ионов облучения
3 Рост дендритных структур в приповерхностной области аморфного сплава, индуцированный ядерной реакцией захвата медленных нейтронов ядрами атомов бора
Апробация работы
Результаты работы доложены на международных и российских конференциях
1 VIII Международная конференция «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения» (2002г, Санкт-Петербург, Россия)
2 International Symposium on Metastable, Mechanically Alloyed and Nanocrystalline Manenals (2002г, Сеул, Южная Корея)
3 Международная конференция «Физика электронных материалов» (2002г, Калуга, Россия)
4 IV Национальная конференция по применению рентгеновского синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ) (2003 г, Москва, Россия)
5 XII Международное совещание «Радиационная физика твердого тела» (2003 г, Севастополь, Украина)
6 14th International Conference on Solid Compounds of Transition Elements (2003, Линц, Австрия)
7 XV Международное совещание «Радиационная физика твердого тела» (2005 г, Севастополь, Украина)
8 Международный семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий» (2005, Обнинск, Россия)
9 XIV Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2007» (2007, МГУ Москва, Россия)
Публикации основные результаты работы опубликованы в 12 печатных работах 5 статьях и 7 тезисах докладов на международных и всероссийских конференциях
Структура и объем работы- диссертационная работа изложена на 140 страницах машинописного текста, включая 41 рисунка и 17 таблиц, и состоит из введения, четырех
глав, выводов, списка литературы из 120 наименований Работа выполнена на кафедре физики твердого тела физического факультета МГУ им М В Ломоносова
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность исследований, формулируется цель диссертационной работы, отмечается научная новизна и практическая ценность полученных результатов Здесь же приводятся основные положения, выносимые на защиту
В первой главе приведен обзор и анализ литературных данных по теме диссертации Параграф 1 1 обзора посвящен структуре и свойствам аморфных сплавов Особенности фазовых превращений в аморфных сплавах при нагреве описаны в параграфе 1 2 Параграф 1 3 посвящен обзору экспериментальных работ по влиянию облучения на структуру и свойства аморфных сплавов В параграфе 1 4 сформулированы поставленные физические задачи исследования
Во второй главе приведены данные об исследуемых образцах, описана методика выполненных экспериментов
Исследовался аморфный сплав Ре??!^^!^:, который был получен в виде ленты толщиной 20 мкм и шириной 20 мм методом спиннингования Все дальнейшие исследования, а также облучение образцов проводились с внешней (не примыкающей к барабану) стороны аморфной ленты
Облучение высокоэнергетическими ионами 40Аг, 84Кг, 131Хе, 209В. образцов аморфного сплава проводилось в вакууме (6*10"2Па) при комнатной температуре на ускорителе У-400 Лаборатории ядерных реакций им Г Н Флерова ОИЯИ (Дубна) Все необходимые для расчетов характеристики этих ионов приведены в Таблица 1 Ионный пучок имел однородное распределение по площади образца В течение облучения производилось охлаждение подложки образца Дополнительно были облучены образцы аморфного сплава ионами Хе, В1 через фольгу нержавеющей стали, толщиной 13 мкм
Таблица 1 Характеристики ионов облучения
Ион Порядковый номер Атомная масса Энергия Е, МэВ Поток Ф, ион/см2
4оАг 18 40 155 4 1012
мКг 36 84 253 4 1012
"'Хе 54 131 372 4 1012
даВ> 83 209 710 4 10'2
Помимо этого, было проведено облучение образцов данного сплава на импульсном реакторе быстрых нейтронов ИБР-2 Лаборатории нейтронной физики им И М Франка Объединенного института ядерных исследований Облучение проводилось на установке "РЕГАТА" на канале с пневмопочтой В таблице 2 представлены энергии Еп нейтронов, замеренные в канале облучения реактора ИБР-2, флюенсы облучения Ф„ ж ? в зависимости от диапазона энергии нейтронов, сечение дефектообразования на быстрых нейтронах сга, а также рассчитанная доза повреждений о[т' = а^ х х I для нейтронов с Е^' > 0,1 МэВ
Таблица 2 Характеристики нейтронов, замеренные в канале облучения реактора ИБР-2
Тип нейтронов Энергия, Е„, эВ Ф_ xi,xl017 Л. с«2 rrj снах см2 н D[as' х 10-5, сна
Тепловые 0,01-0,45 фПегт =2>1х1017 - -
Резонансные 0,45-105 =4,7хЮ17 - -
Быстрые 105 -2,0х107 Ф^' =1,8x1 о17 (2-4)х10-22 3,6-7,2
При взаимодействии медленных (тепловых) нейтронов с веществом, кроме упругих столкновений могут происходить еще и неупругие, а именно захват нейтронов атомами этого вещества, вероятность которого для каждого элемента характеризуется сечением захвата (см табл 3)
Таблица 3 Сечения захвата нейтронов &сар!иге ^ сечение упругого рассеяния ал нейтронов ядрами химических элементов, входящих в состав аморфного сплава Ре^Ы^г^Ву [5]
Элемент Сечение упругого Сечение захвата
рассеяния, (барн) нейтрона, &'capture (барн)
Fe 11,35 2,56
Ni 17,8 4,49
Si 1,992 0,171
IUg5+ - 3837
Рентгеновские измерения проводились на дифрактометре с вращающимся анодом «Rigaku Geigerflex D/max-RC»(12 kW) в геометрии Брегга-Брентано со скоростью 0,02°/мин в диапазоне углов по 20 от 5° до 140° с использованием графитового монохроматора на излучении СиКо (>.=1,54 А)
Эксперименты по снятию мессбауэровских спектров были проведены в 2-х геометриях В геометрии на прохождение у —квантов через исследуемый образец, регистрируя информацию, усредненную по всей его толщине и в геометрии обратного рассеяния с регистрацией конверсионных электронов (толщина анализируемого слоя 0,3 мкм) и с регистрацией резонансного рентгеновского излучения (толщина анализируемого слоя -15 мкм)
Электронно-микроскопические исследования поверхности образцов проводили с использованием растрового электронного микроскопа LEO-1455VP
Моделирование взаимодействий высокоэнергетических ионов с атомами исследуемого аморфного сплава Fe77Ni2Sii4B7 проводилось с помощью программного обеспечения Trim Программа Trim не учитывает структурные особенности образца и поэтому может использоваться для расчета упругих и неупругих взаимодействий в аморфных сплавах Вместо периода кристаллической решетки берется среднее расстояние между атомами в единице объема А также задается состав аморфного сплава, характеристики ионов, которыми производится облучение, их энергии У каждого налетающего на мишень иона происходит своя собственная история столкновений с атомами мишени, не зависящая от результатов предыдущих столкновений Для получения достаточной статистики в данном расчете моделировалось 1000 траекторий
В третьей главе представлены результаты исследования процессов взаимодействий высокоэнергетических ионов облучения и нейтронов с аморфным сплавом FejyNiiSiuBy
Моделирование взаимодействий высокоэнергетических ионов с атомами аморфного сплава Fe77Ni2Sii4B7
Для постановки эксперимента по исследованию влияния облучения тяжелыми ионами высоких энергий на структуру аморфного сплава были выполнены расчеты энергетических потерь этих ионов в программе TRIM Проведенный теоретический анализ показал, что при прохождении рассматриваемых ионов в исследуемых образцах, аморфного сплава Fe77Ni2Sii4B7, осуществляются последовательно два основных механизма торможения заряженной частицы в твердом теле неупругие и упругие взаимодействия, те потери энергии иона облучения на ионизацию атомов мишени в начале пути и прямое выбивание их из своих равновесных положений в конце пути, соответственно В связи с этим при изучении влияния облучения тяжелыми ионами высоких энергий интересно разделить вклады упругих и неупругих взаимодействий
Вычисленные неупругие и упругие потери энергии ионов в зависимости от расстояния прохождения в аморфном сплаве представлены соответственно на графиках (рис 2 и рис 3) Оцененные из них длины пробега ионов в аморфном сплаве представлены в таблице 4
Неупругие взаимодействия
х, мкм
Рис 1 Потери энергии с!Е/(1х ионов на ионизацию в аморфном сплаве Ре77Ы128114В7
Упругие взаимодействия
х, мкм
Рис 2 Потери энергии ионов на упругие взаимодействия с атомами сплава Ре??]^^!^?
Таблица 4 Рассчитанные длины пробегов ионов облучения в аморфном сплаве
_Ре77№231нВ7_
Ион Аг Кг Хе В1
Атомная масса 40 84 131 209
Энергия Е, МэВ 155 253 372 710
Длина пробега в образце, мкм 17 5 15 16 20
При съемке конверсионных мессбауэровских спектров с регистрацией резонансного рентгеновского излучения получается информация со слоя 10-15 мкм Поэтому, снимая в такой геометрии мессбауэровские спектры для облученных образцов можно (согласно таблице 4) исследовать изменения в аморфном сплаве, произошедшие в результате только неупругих взаимодействий
Для того, чтобы проанализировать этим методом изменения в аморфном сплаве, произошедшие в результате упругих взаимодействий, было выполнено облучение аморфного сплава ионами Хе и В1 через фольги нержавеющей стали толщиной 13 мкм В результате этого вся зона неупругих взаимодействий этих ионов приходилась на толщину фольги, а в аморфном сплаве происходили уже только упругие взаимодействия (рис 3)
Упругие взаимодействия
Рис 3 Потери энергии ионов на упругие взаимодействия с атомами сплава Ре77№281мВ7 для двух вариантов облучения прямым пучком и через пластину нержавеющей стали толщиной 13 мкм
X, мкм
Последующая съемка ком вереи он ных мёссбауэровских спектров с этих образцов фиксировала изменения в аморфном сплаве в результате только неупругих или только упругих взаимодействий. На рис.4 представлена схема проведенного эксперимента.
Мессбауэровская конверсионная спектроскопия Источник
±v ЛАЛ/+ ЛЛ/V 7 -ЛАЛ/—
И
x-rays
Рис.4 Эксперимент по разделению вкладов упругих и неупругих взаимодействий ионов с атомами аморфного сплава
Экспериментальные результаты
Аморфное состояние сплава до и после облучения контролировалось методом рентгеновского дифракционного анализа. В результате этих измерений не выявлено изменений аморфного состояния после облучения.
Мессбауэровские спектры, снятые в геометрии на прохождения гамма-излучения через образец, показали сохранение аморфного состояния сплава в основной массе облученных ионами образцов (см. рис.5). Это подтверждается широкими линиями спектра, типичными для аморфного состояния сплава (Г— ! мм/с) и гладкими кривыми распределения эффективных магнитных полей в виде широкого гало.
Однако, по сравнению со спектрами исходного образца, в них изменились интенсивности 2-й и 5-й линий по отношению к 1-й и 6-й, т.е. изменилось направление угла 0 магнитной текстуры, наведенной в процессе получения аморфного сплава. Известно, что при изотропном распределении магнитного момента в образце угол 0 между ним и направлением пучка гамма-квантов составляет 54,4°. В исходном аморфном сплаве угол 0=66°, т.е. направлен преимущественно вдоль ленты сплава. Вычисленные
значения угла текстуры © для образцов, облученных высокоэнергетическими ионами Аг, Кг, Хе, В1, составили соответственно 65°, 50°, 47° и 41°, те уменьшаются с увеличением порядкового номера (массы) 2 иона Это свидетельствует о том, что увеличивается поворот оси магнитной текстуры от первоначального направления в сторону направления движения пучка ионов
V, мм/с Н, кЭ
10 -5 О 5 10 0 50 100 150 200 250 300 350
0=66 град Исходный
в-65 град
'Ал;
Аг 155 МэВ
. „ Кг 253 МэВ ©=50 град
0=47 град Хе 372 МэВ
В1710 МэВ в=41 град ^
\rtyN~~ _
Ю О 50 100 150 200 250 300 350 Н КЭ
Рис 5 Мессбауэровские спектры на прохождение гамма - излучения аморфного сплава Рв77№28114В7 в исходном состоянии и после облучения высокоэнергетическими ионами при комнатной температуре и соответствующие распределения эффективных магнитных полей, рассчитанные из этих спектров
Ю 0 50 1СО 150 200 250 300 350
уч'уЛ/УУу ^Исходный
©=66 град
АЛ
€>=65 град
л Кг 253 МэВ ' »
0=44 град
Хе 372 МэВ
©=38 грач
-лллГ"" -«ЯГ
©=35 град
V, мм/с
10 0 50 100 150 200 250 300 350
Н^кЭ
Рис б Мессбауэровские спектры, снятые с регистрацией резонансного рентгеновского излучения, и соответствующие им функции распределения эффективных магнитных полей Р(Н)
Кроме того, анализ распределений эффективных магнитных полей показал, что с увеличением Z ионов облучения кривые распределения становятся менее гладкими, т е в этих облученных образцах изменяются вероятности ближайший окружения вокруг атомов железа Выявить эти изменения, позволили конверсионные мессбауэровские спектры, снятые со слоя толщиной 15 мкм, т е слоя, содержащего треки ионов облучения (рис 6)
Рассчитанные для них распределения эффективных магнитных полей показали существенные структурные изменения с увеличением порядкового номера ионов облучения на них появляются пики, соответствующие параметрам кристаллического твердого раствора а-Ре(№81) и фазы интерметаллида (Ре,N1)28, которые обычно образуются при термической кристаллизации этого сплава Помимо этого, на распределении появляются пики с Н3фф=180 и 200 кЭ, которые соответствуют кристаллической фазе Ре5о815о, которая при обычном отжиге не образуется Также нужно отметить тот факт, что если кривая распределения, рассчитанная для спектра исходного сплава, близка по форме к кривой распределения Гаусса с центром НЭфф=257 кЭ, то в результате облучения ионами увеличивается ближайшее окружение атома железа с НЭфф<257 кЭ При обычной термической кристаллизации, наоборот, наибольшее количество (66%) кристаллических фаз имеет НЭфф>257 кЭ Это означает, что механизм радиационно-индуцированной кристаллизации аморфного сплава отличается от механизма термической кристаллизации Такое отличие объясняется сильным разогревом аморфной матрицы вдоль треков ионов, которые можно рассматривать как цилиндры Температуры разогрева и радиусы этих цилиндров нами были оценены и представлены в таблице 5
Таблица 5 Максимальная температура разогрева на оси трека и радиус Я разогретой цилиндрической области вдоль трека при максимальной потере энергии <1Е/с1х на неупругие взаимодействия___
Ион ¿Е/ёх, кэВ/А Температура К, А
эВ К
Аг 1 0,14 1627 18
Кг 2,2 0,21 2442 25
Хе 3,4 0,26 3023 32
В1 5,2 0,32 3720 42
Из этой таблицы видно, что температура разогрева вдоль трека иона превышает температуру плавления железа (2400К), поэтому такие температуры нужно воспринимать не как термодинамический разогрев материала, а как энергетическое состояние атомов вдоль трека При этом остывание трека происходит за характерное время 10'12 с, а т к время остывания расплава на охлаждающем барабане, при получении аморфных лент, происходит за время порядка 10'9с, то можно утверждать, что в результате остывания трека, теоретически сплав не должен закристаллизоваться Однако, экспериментальные исследования говорят о начале процесса кристаллизации Объяснением этого может служить уход атомов Б] и В, имеющих большие коэффициенты диффузии в аморфных сплавах, из разогретой цилиндрической области в направлении, перпендикулярном направлению движения ионов облучения В результате этого вдоль трека образуется область, обедненная металлоидами, что увеличивает вероятность образования в этой области кристаллической фазы а-Ре(№81), которой соответствуют пики на экспериментальной кривой распределения с НЭфф=279 и 310 кЭ Если часть атомов 81 и В ушла из разогретой области, то, следовательно, вокруг трека образовались области с большей концентрацией этих элементов Это предположение экспериментально подтверждается пиками на кривых распределений НЭфф=180 и 200 кЭ, соответствующих образованию фаз Ре5оЭ15о и РегВ
Особенно сильно такие изменения произошли в образцах, облученных ионами Хе и В1 Поэтому, именно на этих образцах был проведен эксперимент по разделению влияния упругих и неупругих взаимодействий на процессы кристаллизации
На рис 7 представлены рентгеновские конверсионные спектры образцов, облученных ионами Хе и В1 через пластину нержавеющей стали в толщине которой заканчиваются неупругие взаимодействия Для сравнения на этом же рисунке приведены спектры, полученные для образцов, облученных без пластины А соответствующие распределения эффективных магнитных полей, рассчитанные из этих спектров, приведены на рисунке 8
Хе 372 МэВ В1 710 МэВ
* %Упругое взаимодействие
Я . в конце трека ионов А ] /
м#\ ш
^ ш 4 ^
0=62 8 ± I 6 град 0=48 7 ± 1 1 град '
Неупругое взаимодействие * р! вдоль трека ионов
ш ш
' /^Ю I хПС -1 1 О 1 111 пи п"
0-38 I ± 0 9 грая
0=34 9 ± 0 8 град*
Рис 7 Мессбауэровские конверсионные спектры образцов облученные ионами Хе (слева) и В1 (справа) в случае с пластиной нержавеющей стали (верхний ряд) и без пластины
(нижний ряд)
Хе 372 МэВ
В| 710 МэВ
О 50 100
250 ЭОО 350 О 50 100 150 200 350 300 350
Н кЭ Неупругое шмодействие
40 100 160 200 250 ЭОО 3» О
Н, кЭ
150 200 250 ЭСЮ 350
Рис 8 Распределения эффективных магнитных полей для спектров, приведенных на
рисунке 7
Анализ приведенных распределений эффективных магнитных полей показал, что в случае упругих взаимодействий кривые распределения демонстрируют только слабую асимметрию Это свидетельствует о колебаниях локальных концентраций атомов 81 и В при сохранении аморфного состояния сплава Поэтому, можно говорить о радиационно-
индуцированной кристаллизации только в результате неупругих взаимодействий ионов облучения с атомами сплава
Анализ изменения углов магнитной текстуры показал (см таблицу 5), что в результате неупругих взаимодействий поворот магнитных моментов в направлении движения ионов происходит существенней, чем при упругих взаимодействиях
Таблица 5 Угол магнитной текстуры 0 (град) для облученных ионами Хе и В1 образцов сплава Ре77№281нВ7 при использовании пластины нержавеющей стали и без нее
Угол ©, град
Ионы облучения Для упругих взаимод Для неупругих взаимод Исходное состояние
Хе 62,8±1,6и 38,1±0,9и 65,3±1,7°
В1 48,7±1,1° 34,0±0,8и
В случае облучения аморфного сплава Рв77№28114В7 нейтронами, также как и в случае облучения высокоэнергетическими ионами, мессбауэровская спектроскопия в геометрии на прохождения гамма-излучения через образец показала сохранение аморфного состояния сплава в основной массе облученных ионами образцов (см рис 9) Это подтверждается широкими линиями спектра, типичными для аморфного состояния сплава (Г~ 1 мм/с) и гладкой кривой распределения в виде широкого гало
Рис 9 Мессбауэровские спектры полученные для исходного (1а) и облученного образца (16) и соответствущие им распределения сверхтонких магнитных полей (1в и 1г)
Однако, послойный анализ возможных изменений, произошедших в образце вдоль прохождения нейтронов, методом конверсионной мессбауэровской спектроскопии с регистрацией конверсионных электронов (0,3 мкм) и конверсионного рентгеновского излучения (15 мкм) показал особо сильное изменение структурного состояния приповерхностного слоя При сравнении кривой распределения сверхтонких магнитных полей для облученного образца с кривой исходного образца (см рис 10), на кривой распределения, рассчитанной для спектра облученного образца, снятого с толщины слоя
0.3 мкм, наблюдается более отчетливое расщепление пиков. По параметрам эффективного магнитного поля эти пики соответствуют кристаллической фазе а-Ре(№51). Общзя площадь под кривой этой фазы, облученного образца, составило 54%. При этом в более глубоких слоях сохраняется аморфное состояние сплава.
0.3 мкм ]5 мкм
О 50 100 1И 200 250 300 350 0 50 100 150 200 300 350
II 50 100 150 200 250 300 350 0 50 100 150 200 250 300 350
Рис. 10 Распределения сверхтонких магнитных полей, рассчитанные из мессбауэровских спектров: а) исходный образец, б) образец, облученный нейтронами.
Для получения более полной картины изменений, произошедших в приповерхностном слое сплава в результате облучения нейтронами, были проведены электронно-микроскопические исследования. Как видно из микрофотографий (рис.] ]), на поверхности образовались дендритные структуры с размерами порядка 50-1000 нм, расположенные в углублениях на поверхности.
Рис. 1! Микрофотографии поверхности образца, облученного быстрыми нейтронами
В результате ядерной реакции1 п° +10 53+ —ь-а(2,78МеУ) + 1 1г+, происходящей при захвате атомами бора тепловых нейтронов (0,01 эВ<£л< 0,1 эВ) образуются а - частицы с энергией 2,78 МэВ. Теоретические расчеты показали, что доза повреждений от а-частиц более, чем на порядок превышает дозу повреждений
аморфного сплава FcttN^SimB; за счет упругого рассеяния быстрых нейтронов (Е„ > ОД МэВ)
В результате ионизационных процессов при неупругом рассеянии а-частиц в матрице аморфного сплава возникает локальный разогрев в их треках Локальный перегрев инициирует процессы кристаллизации в приповерхностной области сплава, а возникающие сильные градиенты температур являются одним из основных условий образования дендритных структур Следовательно, в результате этих процессов могут образовываться и редко расположенные структуры типа дендритов с размерами порядка 50-1000 нм При этом, как видно из микрофотографий (рис 10), дендриты расположены в углублениях на поверхности, вероятно образованных из-за ухода легких элементов из разогретой области, в результате диффузионных процессов и распыления
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Проведенные расчеты энергетических потерь ионов облучения и нейтронов в толщине аморфного сплава Fe77Ni2Sii4B7 и применение метода селективной по глубине конверсионной мессбауэровской спектроскопии позволили провести систематическое исследование изменения структурного состояния этого сплава при облучении высокоэнергетическими ионами 40Аг (155 МэВ), 84Кг (253 МэВ), 13,Хе (372 МэВ) и 209Bi (710 МэВ) с одинаковым потоком 4 1012 ион/см2 и при облучении в реакторе на быстрых нейтронах Это комплексное исследование позволило разделить степень радиационного воздействия при упругих и неупругих столкновениях ионов облучения с атомами аморфного сплава на возникновение кристаллизационных процессов в этом сплаве
1 В результате облучения высокоэнергетическими ионами произошли следующие изменения в аморфном сплаве
а) В результате неупругих взаимодействий ионов облучения с атомами сплава в области их треков начинает происходить радиационно-индуцированная кристаллизация с образованием кристаллической фазы a-Fe(NiSi) в цилиндрических областях вдоль разогретых треков ионов облучения и фаз FesoSiso и Fe2B вокруг этих треков Механизм радиационно-индуцированной кристаллизации аморфного сплава отличается от механизма термической кристаллизации
б) Процесс кристаллизации наблюдается только при значениях энергетических потерь ионов облучения больше dE/dx=3,4 кэВ/À и нарастает с увеличением массы ионов облучения
в) В результате неупругих взаимодействий ионов облучения с атомами аморфного сплава происходит также поворот магнитных моментов атомов железа в направлении потока ионов облучения, перпендикулярном плоскости ленты аморфного сплава Угол поворота оси магнитной текстуры от первоначального направления вдоль плоскости ленты в сторону к ее нормали нарастает с увеличением массы ионов облучения
г) В области сплава, где происходят упругие взаимодействия, в результате большого количества каскадов выбитых атомов происходит перемешивание атомов аморфного сплава с образованием новых вероятностей ближайшего окружения атомов железа в аморфной матрице сплава
2 Облучение аморфного сплава нейтронами привело к следующим структурным изменениям в аморфном сплаве
а) В приповерхностном слое аморфного сплава толщиной 0,3 мкм после облучения нейтронам обнаружена кристаллизация с образованием
кристаллической фазы a-Fe(NiSi) в количестве 54% от всего состава вещества
б) Эта кристаллизация обусловлена неупругими взаимодействиями с атомами сплава a-частиц, образовавшихся в результате ядерной реакции захвата медленных нейтронов атомами бора
в) Электронно-микроскопические исследования, выявили присутствие кристаллической фазы a-Fe(NiSi) на поверхности облученного нейтронами образца, в виде дендритов размерами порядка 50-1000 нм
г) Обнаруженные в приповерхностной области (d~0,3 мкм) исследованного аморфного сплава процессы кристаллизации приведут в последующем к структурной релаксации всего аморфного сплава и, в конечном итоге, к его кристаллизации Поэтому аморфные металлические сплавы, содержащие в своем составе атомы бора, не являются перспективными конструкционными материалами для ядерных реакторов
Основное содержание диссертации отражено в следующих работах
1 Новакова А А , Сизов И Г , Голубок Д С , Ревокатов П О «Исследование модификации структуры поверхности в результате радиационно-стимулированной диффузии» // Тезисы докладов VIII международной конференции «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения» Санкт-Петербург, Россия, 2002, с 32
2 Novakova А А , Semina V К , Kiseleva Т Yu , Revokatov Р О , Golubok D S , Didyk A Yu "Irradiation Effects m Amorphous Alloy Fe-Ni-Si-B" 9th International Symposium on Metastable, Mechanically Alloyed and Nanocrystalline Materials, Seoul, (2002) p 79
3 Novakova A A , Semina V К , Kiseleva T Yu, Revokatov P О , Golubok D S , Didyk A Yu "Irradiation Effects in Amorphous Alloy Fe-Ni-Si-B" -J of Metastable and Nanocrystalline Materials, Vol 15-16 (2003) pp 451-456
4 Голубок Д С , Новакова A A , Семина В К , Киселева Т Ю , Дидык А Ю «Эффекты облучения высокоэнергетическими ионами 84Кг в аморфном сплаве Fe-Ni-Si-B» // Труды XII международного совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь, Украина, 2003, С 110-114
5 Новакова А А , Голубок Д С , Киселева Т Ю , Семина В К , Дидык А Ю Структурные изменения в аморфном сплаве Fe-Ni-Si-B в результате облучения высокоэнергетическими ионами 84Кг // Тезисы докладов IV национальной конференции по применению рентгеновского синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов, Москва, Россия, 2003, с 140
6 Новакова А А , Сизов И Г , Голубок Д С , И И Коновалов, Киселева Т Ю , Ревокатов П О, Смирнягина Н Н, Семенов А П Электронно-лучевое борирование малоуглеродистой стали // Материалы Международной конференции «Физика электронных материалов» Калуга, Россия, 2002, с 346-347
7 Новакова А А , Сизов И Г, Гвоздовер Р С , Голубок Д С , Киселева Т Ю , Семенов А П , Смирнягина Н Н , Прусаков Б А «Структурный анализ слоев на поверхности малоуглеродистой стали до и после электронно-лучевой обработки» // Поверхность, 2003, №3, с 99-103
8 Novakova А А , Sizov I G , Golubok D S , Kiseleva T Yu, Revokatov P O , "Electron-Beam Bonding of Low Carbon Steel" 14th International Conference on Solid Compounds of Transition Elements Линц, Австрия (2003), 0-08
9 Novakova A A , Sizov IG , Golubok D S , Kiseleva T Yu , Revokatov P О , "Electron-Beam Bonding of Low Carbon Steel"-J of Alloys and Compounds Vol 17 (2004) pp 108-112
10 Голубок Д С, Новакова A A , Семина В К, Дидык А Ю «Структурные изменения в аморфном сплаве Fe77Ni2Su4B7 после облучения высокоэнергетическими ионами 40Аг,
Кг и нейтронами (Сравнительные исследования) // Труды XV международного
совещания «Радиационная физика твердого тела», Севастополь, Украина, 2005, С 4956
11 Новакова А А , Голубок Д С , Антошина И А Процессы структурной перестройки в аморфном сплаве после облучения ионами 40Аг // Тезисы докладов на Международном семинаре «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий», Обнинск, Россия, 2005, с 89-90
12 Голубок Д С Структурные изменения в аморфном сплаве Ре77Ы1281]4В7 после облучения нейтронами // Тезисы докладов XIV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2007» МГУ, Москва, Россия
Подписано к печати p.Pi.OA-.Of Тираж Заказ 6R
Отпечатано в отделе оперативной печати физического факультета МГУ
Глава 1. Литературный обзор.
§1.1. Аморфные сплавы.
§1.2. Структурные превращения в аморфных сплавах системы Ре-№-81-В
§1.3.Основные процессы взаимодействия излучения с твердым телом.
1.3.1. Взаимодействие быстрых ионов с твердым телом.
1.3.2. Влияние облучения высокоэнергетическими ионами на аморфные сплавы.
1.3.3. Взаимодействие нейтронов с твердым телом.
§ 1.4. Постановка задачи.
Глава 2, Методика эксперимента.
§2.1. Приготовление образцов.
§2.2. Методы исследования структуры.
§2.3. Компьютерное моделирование пробегов быстрых ионов в твердом теле.
Глава 3. Исследования изменения структурного состояния аморфного сплава Ге77№2$114В7 после облучения.
§3.1. Исследования образцов после облучения высокоэнергетическими ионами Аг, Кг, Хе, В! на ускорителе и-400.
3.1.1. Расчет характеристик облучения тяжелыми ионами высоких энергий.
3.1.2. Рентгеновское исследование.
3.1.3. Мессбуэровская спектроскопия образцов, облученных ионами Аг,
Кг, Хе и В1 с одинаковым потоком, но с разной энергией.
3.1.5. Мессбауэровская спектроскопия образцов, облученных ионами Хе и В1 через металлическую фольгу.
§3.2. Исследования образца после облучения нейтронами спектра деления в реакторе ИБР-2.
3.2.1. Расчет дозы повреждений в аморфном сплаве Т^Л^Зг'/^ при облучении.
3.2.2. Мессбауэровские исследования изменения ближнего порядка в аморфном сплаве в результате облучения.
Изучение структурных превращений в таких неравновесных системах, как аморфные металлические сплавы, при их облучении потоками заряженных частиц, способными инициировать различные процессы атомной перестройки за счет передачи энергии бомбардирующих частиц атомам твердого тела, представляет большой интерес с двух точек зрения. Во-первых, для радиационной физики твердого тела имеет фундаментальное значение изучение процессов, ответственных за структурно-фазовые превращения в аморфных материалах, известных своей радиационной стойкостью вследствие отсутствия в них дальнего порядка. Здесь особого внимания заслуживают процессы каскадного ионного перемешивания при воздействии частиц высоких энергий, а так же процессы ионизационного возбуждения электронной подсистемы твердого тела, которые могут создавать дополнительные дефекты: кластеры, треки и рекристаллизованные области. Во-вторых, механизм передачи энергии (упругое или неупругое взаимодействие, ионизация) можно целенаправленно изменять путем выбора типа и энергии облучающих частиц, что открывает широкие перспективы использования радиационного воздействия, как инструмента технологической обработки для придания исходно неравновесным металлическим системам требуемого комплекса свойств на микро-, нано- и атомном уровне.
Практическое применение пучков тяжелых ионов очень разнообразно. Свойства веществ, зависящие от структуры и химического состава, можно изменять в зависимости от требований к материалам, тем самым, повышая возможности их использования в той или иной области науки и техники. Полученные новые материалы с индивидуальными, причем настроенными под определенные технические условия, свойствами можно применять для создания новых нанотехнологий, позволяющих получать более точное, меньших размеров оборудование для измерительных приборов в научных сферах деятельности, в медицине - повысить качество медицинского оборудования, в информационных технологиях добиться большей скорости передачи информации, увеличить объем хранения информации с уменьшением внешних размеров тех или иных устройств и т.д. Список отраслей, где можно применить пучок тяжелых ионов [1] очень большой, однако одним из чрезвычайно важных направлений является создание надежно работающих энергетических ядерных реакторов. Для этого необходимо знать изменения свойств конструкционных материалов под облучением.
Для моделирования радиационных повреждений, вызываемых нейтронами, используются пучки тяжелых ионов [1]. Нейтроны, сталкиваясь с атомными ядрами, выбивают их из занимаемых ими положений, сообщая им кинетическую энергию. Энергия такого выбитого атома достаточна для дальнейших радиационных повреждений. В результате многочисленных процессов взаимодействия вторично выбитых атомов происходит образование в твердом теле большого количества микроскопических пустот, что приводит к увеличению внешних объемов облучаемого образца - к его распуханию. Развитие таких полостей связано с процессами диффузии образовавшихся вакансий и других точечных дефектов, поэтому увеличение радиационной пористости происходит особенно быстро при достаточно высоких температурах, когда точечные дефекты более подвижны.
Облучение нейтронами не только разрушает структуру вещества, но изменяет также его химический состав вследствие ядерных реакций, особенно реакций (г|, а), в которых в результате поглощения нейтронов ядрами образуются атомы гелия, в свою очередь существенно влияющие на зарождение и рост вакансионных пор. Значительные изменения в химическом составе и структуре делящегося вещества вызывают осколки деления.
Образцы после облучения нейтронами обладают активностью, поэтому работать с ними, не дожидаясь спада активности, время которой составляет минимум годы, не представляется возможным. С другой стороны, образцы облученные ионами совсем не обладают активацией, что значительно упрощает работу с ними, при этом контролируя параметры облучения, такие как энергия, поток ионов, температура образцов, открываются большие возможности для получения материалов с необходимыми свойствами.
В данной работе исследовались структурные и магнитные изменения в образцах аморфного металлического сплава Ре77№28114В7, произошедшие в результате облучения высокоэнергетическими ионами Аг, Кг, Хе, В1, а также образцы облученные быстрыми нейтронами. Проведенное исследование позволило объяснить отдельные особенности произошедших в этих образцах процессов распухания, деформации и локальной кристаллизации при сохранении аморфного состояния структуры.
Цель работы:
Исследование изменений структурного состояния аморфного сплава /^тЛ^Л'/^; после облучения высокоэнергетическими ионами и нейтронами
При этом решены были следующие задачи:
Методом конверсионной мессбауэровской спектроскопии был проведен неразрушающий послойный анализ образцов, позволивший выявить структурные превращения вдоль трека иона облучения.
Определена зависимость радиационно-индуцированных эффектов в аморфном сплаве от порядкового номера иона облучения.
Оценено количество образованной кристаллической фазы в аморфной матрице в результате облучения нейтронами.
Научная новизна:
Впервые проведены экспериментальные исследования изменения структурного и магнитного состояния аморфного сплава вдоль траектории прохождения иона облучения до полной его остановки методом селективной по глубине конверсионной мессбауэровской спектроскопии.
Экспериментально выделены и оценены вклады упругих и неупругих взаимодействий высокоэнергетических ионов и нейтронов вдоль их треков в структурную перестройку в аморфном сплаве.
Впервые была обнаружена в приповерхностном слое аморфного металлического сплава в результате облучения медленными нейтронами кристаллизация с образованием дендритных структур размерами порядка 501000 нм.
Практическая ценность:
1. Соединение теоретического представления и математических расчетов с экспериментальными исследованиями воздействия высокоэнергетических ионов и нейтронов на аморфные металлические сплавы.
2. Впервые выявлены и проанализированы структурные превращения вдоль трека ионов облучения в аморфном сплаве.
3. Впервые выявлено дендритообразование в приповерхностной области сплава в результате ядерной реакции захвата медленных нейтронов ядрами атома В с испусканием а-частиц с энергией Е=2,79 МэВ.
Основные положения, вынесенные на защиту:
1. Экспериментальное исследование структурных изменений в аморфном сплаве вдоль трека ионов облучения. Разделение влияния упругих и неупругих взаимодействий.
2. Изменение структурного состояния по толщине аморфного сплава в зависимости от энергии ионов облучения.
3. Рост дендритных структур в приповерхностной области аморфного сплава, индуцированный ядерной реакцией захвата медленных нейтронов ядрами атомов бора.
Апробация работы:
1. VIII Международная конференция «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения» (2002г., Санкт-Петербург, Россия).
2. International Symposium on Metastable, Mechanically Alloyed and Nanocrystalline Manerials (2002г., Сеул, Южная Корея).
3.Международная конференция «Физика электронных материалов» (2002г., Калуга, Россия)
4. IV Национальная конференция по применению рентгеновского синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ) (2003 г., Москва, Россия).
5. XII Международное совещание «Радиационная физика твердого тела» (2003 г., Севастополь, Украина).
6. 14th International Conference on Solid Compounds of Transition Elements (2003, Линц, Австрия).
7. XV Международное совещание «Радиационная физика твердого тела» (2005 г., Севастополь, Украина).
8. Международный семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий» (2005, Обнинск, Россия).
9. XIV Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2007» (2007, МГУ Москва, Россия)
Публикации: основные результаты работы опубликованы в 12 печатных работах: 5 статьях и 7 тезисах докладов на международных и всероссийских конференциях.
Структура и объем работы: диссертационная работа изложена на 140 страницах машинописного текста, включая 41 рисунок и 17 таблиц, и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 120 наименований. Работа выполнена на кафедре физики твердого тела физического факультета МГУ им М.В. Ломоносова.
1. Флеров Г Н., Барашенков В. С. Практические применения пучков тяжелыхионов У.Ф.Н., 1974, Т.114, вып.2, 351-373
2. Аморфные металлические сплавы. Под ред. Люборского Ф.Е. М.:Металлургия. 1987. 593 с.
3. Металлические стекла: Ионная структура, электронный перенос икристаллизация. Вып.1. Под ред. Гюнтеродта Г. и Бека Г. М.: Мир. 1983. 376 с.
4. Металлические стекла: Атомная структура и динамика, электроннаяструктура, магнитные свойства. Вып.2. Под ред. Гюнтеродта Г. и Бека Г. М.: Мир. 1986. 456 с.
5. Металлические стекла. Под ред. Гилмана Дж. и Лими Х.Дж. М.:Металлургия. 1984.264 с.
6. Аморфные металлические сплавы. /Немошкаленко В.В., Романова А.В.,Ильинский А.Г. и др.//Киев: Наукова Думка, 1987.248 с.
7. Panissod P., Bakonyi, Hasegawa R. Local boron environment in Niioo-xBxmetallic glasses: NMR study //Phys. Rev. В., 1983. V.28. N5. P.2374-80.
8. Walter T.L., Legran D.G., Luborsky F.E. Small angle X-ray scattering fromamorphous alloys Fe^UoPA //Mater.Sci.Eng. 1977. V.29. P.161-168.
9. Cser L., Kovacs I., Lovas A. et al. Small-angle neutron scattering study of Fe-Band Fe-Ni-B metallic glasses. //Nucl. Instr. Meth. 1982. V.199. P.301-305.
10. Amorphous and liquid materials. Ed. Luscher E., Fritsch G. and Jacucci G. //NATO ASI Series. Ser. E. Appl. Science. N118. 1982.
11. Moorgani K. and Coey J.M.D. Magnetic Glasses. Elsevier. 1984. 326 c.
12. Cargill G.S. Ill structural models for amorphous metals //Atom Energy Rev.1981. Suppl. I. P.63-99.
13. Eternal J.D. A geometrical approach to the structural of liquids //Nature. 1959. V.183. N4655. P.141-157.
14. Bernal J.D. Geometry of structure of monoatomic liquids //Nature. 1960. V.185. N4706. P.68-70.
15. Finney J.L., Bernal J.D. Statistical geometrical approach exemplified in a studyof random packing and the liquid state //Acta Cryst. 1969. A25. Part 3. S.89.
16. Polk D.G. The structure of glassy metallic alloys //Acta Met. 1972. V.20. N4. P.485-491.
17. Метастабильные и неравновесные сплавы. Под ред. Ефимова Ю.В. М.: Металлургия 1988.383 с.
18. Физикохимия аморфных (стеклообразных) металлических сплавов. Под ред. Ковнеристого Ю.К. М. Наука. 1985.144 с.
19. Дэвис Г.А. Методы быстрой закалки и образование аморфных металлических сплавов //В кн. Быстрозакаленные металлы под ред. Кантора Б.С. М. Металлургия. 1987. С. 11-30.
20. Бармин Ю.В. Кристаллохимические критерии создания аморфныхтермостойких сплавов //В сб. научных трудов ИМЕТ РАН "Аморфные стеклообразные металлические материалы" под ред. Ковнеристого Ю.К. М. Металлургия. 1992. С. 161-164.
21. Золотухин И.В., Бармин Ю.В. Влияние условий формирования аморфной структуры на стабильность и свойства аморфных сплавов металл-металлоид //Физико-химическое исследование металлургических процессов. Свердловск. 1983. Т. 14. С.40-46
22. Скаков Ю.А. , Крапошин B.C. Затвердевание в условиях сверхбыстрого охлаждения и фазовые превращения при нагреве металлических стекол //Итоги науки и техники. М. 1980. Т. 13. С.3-78.
23. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы //М.: Металлургия, 1987
24. Чен Х.С. Структурная релаксация металлических стекол //Аморфные металлические сплавы. Под ред. Люборского Ф.Е. М. Металлургия. 1987. С.164-181.
25. Bushow K.H.J., Algra Н.А. and Henskens R.A. // J. of Appl. Phys. 1980. V.51.P.561.
26. Шестак Я. Теория термического анализа. М. Мир. 1987. 500 с.
27. Altuzar P. and Valenzuela R. Avrami and Kissinger theories for crystallisationof metallic amorphous alloy //Materials letters 1991. V.l 1. N3,4. P. 101-104.
28. Скотт М.Г. Кристаллизация //Аморфные сплавы под ред. Люборского Ф.Е. М. Металлургия. 1987. С.137-162.
29. Скотт М. Термическая стабильность и кристаллизация металлических стекол //В кн. Быстрозакаленные металлы под ред. Кантора Б.М. М. Металлургия. С. 106
30. Klein Н.Р., Chafari М., Ackermann М. Crystallisation of amorphous metals //Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 1982. V199. P.159-162.
31. Gonser U., Ackermann M., Wagner H.-G. Magnetoelastic effect in amorphousmetals due to surface crystallisation and oxidation. //JMMM. 1983. V.31-34. P. 1605-1607.
32. Wagner H.-G. , Ackermann M., Gonser U. Crystallisation of Amorphous metal-metalloid alloys //J. ofNon-Cryst. Sol. 1984. V.61-62. P.847-852.
33. Wagner H.-G., Ackermann M., Gaa R., Gonser U. Surface crystallisation. //Int. Proc. Y Int.Conf. on Rapidly Quenched Metals. Wurzburg. Germany. September 3-7. 1984. Ed. S.Steeb, H. Warlimont. North Holland. 1985. V.l.P.247-251.
34. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы //М.: Металлургия, 1987
35. Harris R., Plischke M. and Zuckermann M. J.: Phys. Rev. Lett. 31 (1973) 160. J. Phys. 35 (1974) С 4-265
36. Cochrane R.W., Harris R., Plischke M., Zobin D. and Zuckermann M. J.: J. Phys. F, Metal Phys. 5 (1975) 763
37. Bhattacharjee A. K., Jullien R. and Zuckermann M. J.: J. Phys. F, Metal Phys. 71977)393
38. Новакова A.A., Киселев A.A., Кузьмин Р.Н., Сидорова Г.В. Анализ гетерогенной структуры поверхности аморфных сплавов с помощью эффекта Мессбауэра. Письма в ЖЭТФ. 1986. Т.43. №7. С.321-324.
39. Петровская Г.А. Исследование структурных превращений в аморфных металлических сплавах на основе железа при термических и динамических воздействиях.// Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Москва 1998.
40. Zaluska A., Matyja Н. Crystallization characteristics of amorphous Fe-Si-B alloys.//J. of Materials Science. 1983. V. 18. P. 2163-2172.
41. Koster W., Godecke. Eine Ergänzung des Systems Eisen-Silizium.// Z.Metallkunde 1968. V. 59. N 8. P. 602-605.
42. Hoselitz К. Crystallisation of Magnetic Fe-Si-B Metallic Glasses. // Phys.Stat.Sol.(a). 53,1979. V. 53. P. K23-K26.
43. Narita K., Fukinaga H., Yamasaki J., Нага К. Compositional effect on magnetic properties on Fe-Si-B glassy alloys. II J. of Magnetism and Magnetic Materials 1980. V.19. P.145-146.
44. Zhukov V.P., Demidov A.V., Uspenskii M.N. On the Mössbauer effect probability change in irradiated materials. Phys. Stat. Sol., v. B136, N 2,1986, p. K91
45. Жуков В.П., Демидов A.B. Расчет пиков смещения в приближении сплошной среды. Атом. Энергия, т. 59, вып. 1,1985, с. 29
46. Chudinov V.G., Cotterill R.M.G., Andreev V.V. Kinetics of the Diffuse Processes within a Cascade Region in the Sub-Threshold Stages in F.C.C. and H.C.P. Metals. Phys. Stat. Sol. (a), 1990,122, p. 111
47. Мартыненко Ю.В., Явлинский Ю.Н. Распыление поликристаллических металлов быстрыми многозарядными ионами. Поверхность. Физика, химия, механика. 1988. № 6. с. 5
48. Мартыненко Ю.В., Явлинский Ю.Н. Распыление металла быстрыми многозарядными ионами. ЖТФ, 1990, т. 58, вып. 6, с. 1164
49. Захаров А.И. Действие излучения на физические свойства и структуру твёрдого тела, У.Ф.Н., 1955, Т. LVII, вып.4, 525-576
50. Иванов Л.И., Платов Ю.М. Радиационная физика металлов и ее приложения. М.: Интерконтакт Наука, 2002. 300 с.
51. Thompson D.A. Density Cascade Effects. Radiation Effects Defects Solids, 1981, v.56, p.105-150
52. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация: Пер с англ. под ред. М.И.Гусевой М.: Наука, 1983, 320 с.
53. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. М.: Энергоатомиздат, 1987
54. Зейц и Кёлер Теория атомных смещений, возникающих в решетке под действием излучения.// Ядерная химия и действие излучения, (1955), Т.7, С.749-769
55. Кинчин Г. И. и Пиз Р. С., Смещение атомов в твердых телах под действием излучения // УФН, (1956), Т. LX, вып.4, С. 590-615
56. Слэтер Дж., Действие излучения на материалы // УФН, (1952), Т. XL VII, вып. 1, С. 51-94
57. Глен Дж. В. Радиационные эффекты в твёрдых телах (в основном в металлах) // УФН, (1956), Т. LX, вып. 3, С. 445-534
58. Didenko A.N., Rjabchikov A.I., Isaev G.P. et. al. Dislocation Structures in Near-surface Layers of Pure Metals Formed by Ion Implantation. Mater. Sci. Eng., v. A115, 1989, p. 337
59. Kreindel Yu.E., Ovchinnikov V.V. Structural Transformation and Long-Range Effects in Alloys Caused by Gas Ion Bombardment. Vacuum, v. 42, N 1/2, 1990, p. 81
60. Грибков B.A., Григорьев Ф.И., Калин Б.А., Якушин B.JI. Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов. // Под ред. Б.А.Калина. М.: Круглый год, 2001, 528 с
61. Оцуки Ё.-Х. Взаимодействие заряженных частиц с твердыми телами. Пер.с англ. М.: Мир, 1985, 280 с.
62. Комаров Ф.Ф., Новиков А.П., Буренков А.Ф. Ионная имплантация // Минск: УшверЫтэцкае, 1994, 303 с.
63. Бекман И.Н. Радиоактивные диффузионные газовые зонды в исследовании структуры твёрдых тел и твёрдофазных превращений // Учебное пособие для вузов, Москва, 1995
64. Hayashi N., Sakamoto J. // Phys. Lett. Vol. 88A, N6 (1982), p. 299
65. Комаров Ф.Ф. Формирование треков в кристаллах высокоэнергетическими ионными пучками // СОЖ, 1997, №6, 97-100
66. Trautmann С., Dufour С., Paumier Е., Spohr R., Toulemonde М., Track etching in amorphous metallic Fe8iBi3j5Si3j5C2 // Nucl. Instr. and Meth. В 107 (1996)397-402.
67. Trautmann C., Toulemonde M., Dufour C., Paumier E., Effect of radial energydistribution on ion track etching in amorphous metallic Fe8iBi3)5Si3(5C2 // Nucl. Instr. and Meth. В 108 (1996) 94-98
68. Yu. Yavlinskii, Track formation in amorphous metals under swift heavy ion bombardment // Nucl. Instr. and Meth. В 146 (1998) 142-146
69. Klaumunzer S. and Schumacher G., Dramatic growth of glassy Pd8oSi2o duringheavy-ions irradiation//Phys. Rev. Lett. 51 (1983) 1987-1990
70. Ming-dong Hou, S. Klaumunzer, G. Shumacher, Dimensional changes of metallic glasses during bombardment with fast heavy ions // Phys. Rev. B41 (1990) 1144-1157
71. Trinkaus H. and Ryazanov A. I., Viscoelastic model for the plastic flow of amorphous solids under energetic ions bombardment // Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 5072-5075
72. Trinkaus H., Dynamics of viscoelastic flow in ion tracks: origin of plastic deformation of amorphous materials // Nucl. Instr. and Meth. В 146 (1998) 204-216
73. Audouard A., Balanzat E., Jousset J.C., Lesueur D., Thomé L., J.Phys.: Condens. Matter 5 (1993) 995
74. Gutzmann A., Klaumunzer S., Shape instability of amorphous material duringhigh-energy ion bombardment // Nucl. Instr. And Meth. В 127/128 (1997) 1217
75. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. М.: Атомиздат, 1976
76. Гонзер У., Престон P. Мессбауэровская спектроскопия в применении к аморфным металлам. В кн. Металлические стекла. Вып.П, под ред Бека и Гюнтеродта. М. Мир. 1986. С. 110-150.
77. Egami Т. J. Mater.Res.Bull., 1978, v.13, р.557
78. Новакова A.A., Киселев A.A., Сидорова Г.В., Сиротинина Г.А. Различия вмагнитной сверхтонкой структуре в объеме и на поверхности фольги аморфного сплава на основе железа. //Известия АН СССР. Сер. физическая. 1986. Т.50. №12. С.2443-2448.
79. Новакова A.A., Сидорова Г.В., Кравченко В.И. Исследование особенностей кристаллизации в объеме и на поверхности аморфного сплава Ре^ГйюРиВб //Сб. Взаимодействие мессбауэровского излучения с веществом. М.: Изд-во МГУ. 1987. С.22-27.
80. Манохин А.И., Шоршоров М.Х., Алехин В.П., Новакова A.A., Сидорова Г.В. Возможности метода эффекта мессбауэра в изучении аморфных металлических сплавов. //В кн. Физико-химия аморфных (стеклообразных) металлических сплавов. М. Наука. 1987.
81. Новакова A.A., Сидорова Г.В., Сиротинина Г.А., Куприн А.П. Романова O.A. Различия в структурном состоянии аморфного сплава Fe-B-Si-C, полученного в виде ленты, порошка и порошкового компакта. //Письма в ЖТФ. 1988. Т. 14. В.21. С.1968-1973.
82. Novakova A.A., Sirotinina G.V., Kyrko V.l., Sidorova. G.V. Effect of dynamicloading on the structure of amorphous alloy Fe66Nii2Si2oB2. /
83. Новакова A.A., Сиротинина Г.А., Елсуков Е.П., Гендлер Т.С. Исследование процесса кристаллизации аморфного сплава FegoSiioBio.// ФММ. 1993. Т.76. В.1.С.114-122.
84. Вертхейм Эффект Мессбауэра. М. Мир. 1966. 172с.
85. Эффект Мессбауэра. Под ред. Ю. Кагана. М.: ИЛ, 1962. 444с
86. Гольданский В. И., Макаров Е.Ф. Основы гамма-резонансной спектроскопии // Химические применения мессбауэровской спектроскопии. Под ред. Гольданского В. И. М.: Мир. 1970. 503с.
87. Шпинель B.C. у-резонанс лучей в кристаллах. М. Наука. 1969.
88. Мессбауэровская спектроскопия. Необычные применения метода. Под ред. У. Гонзера. М. Мир. 1983.
89. Киселев А.А., Кузьмин Р.Н., Новакова А.А. Послойный анализ образцов вмессбауэровской спектроскопии с регистрацией конверсионных электронов пропорциональным детектором. // Письма в ЖТФ. 1986. N 12. С. 32-36.
90. Kuprin А.Р. and Novakova А.А. Depth-selective 57Fe CEMS (DCEMS) on samples with rough surface using gas flow proportional counter. //Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1992. B62. P.493-04.
91. Куприн А.П., Новакова A.A., Дурасова Ю.А., Харатьян СИ. К учету неровности поверхности образца в мессбауэровском эксперименте. /ПТЭ. 1992. N2. С.216-222.
92. Куприн А.П., Новакова А.А. Снижение толщины исследуемого лоя в конверсионно-электронной мессбауэровской спектроскопии. // ПТЭ. 992. N2. С.223-228.
93. Манохин А.И., Шоршоров М. X., Алехин В.П., Новакова А.А., Сидорова Г.В. Возможности метода эффекта Мессбауэра в изучении морфных металлических сплавов.// Физикохимия аморфных (стеклообразных) металлических сплавов. М. Наука. 1987.
94. Новакова А.А., Киселев А.А., Кузьмин Р.Н., Сидорова Г.В. Анализ гетерогенной структуры поверхности аморфных сплавов с помощью эффекта Мессбауэра. Письма в ЖЭТФ. 1986. Т.43. N 7. С.321-24.
95. Novakova A.A., Kuprin А.Р., Sirotynia G.A., Sidorova G.V. Nondestructive quality control of an amorphous alloy depth selective Mossbauer spectroscopy. //Nuclear Instruments and Methods in Physics research. 1993. B76. P. 109-112.
96. Новакова A.A., Киселева Т.Ю. Мессбауэровский практикум. Методы мессбауэровской спектроскопии в физике твердого тела// Физ.фак.МГУ.(2000).30с.
97. Русаков B.C. Мессбауэровская спектроскопия локально неоднородных систем// Алматы, 2000 - 431 с.
98. Новакова А. А., Кузьмин Р.Н. Мессбауэровская конверсионная спектроскопия и ее применения. М., МГУ. 1989. 72 с.
99. Swanson K.R., Spijkerman J.J. Analysis of Thin Surface Layers by Fe-57 Mossbauer Backscattering Spectrometry.// J. Appl. Phys. 1970. V. 41. N 7. P. 3155-3158.
100. Spijkerman J.J.//Mossbauer Effect Methodology, ed. J.J. Gruverman. Plenum Pres. Inc. New-York. 1971. P.85-96
101. Ziegler J.F., Biersack J.P. and Littmark U., The stopping and Ranges of Ions in Solids, Pergamon Press, New York, 1985
102. Novakova A.A., Semina V.K., Kiseleva T.Yu., Revokatov P.O., Golubok D.S., Didyk A.Yu. "Irradiation Effects in Amorphous Alloy Fe-Ni-Si-B" -J. of Metastable and Nanocrystalline Materials, Vol. 15-16 (2003) pp.451-456
103. Novakova A.A., Sidorova G.V. Structural segregation in amorphous Fe4oNi4oPi4B6 under heat treatment and natural ageing. // Hyperflne Interactions. 1990, V.55, P. 1051-1054.
104. Novakova A.A., Sizov I.G., Golubok D.S., Kiseleva T.Yu., Revokatov P.O., "Electron-Beam Boriding of Low Carbon Steel" -J. of Alloys and Compounds Vol.17 (2004) pp. 108-112
105. Peresedov V.F., Rogov A.D. Simulation and analysis of neutron energy spectra from irradiation channels of the IBR-2 reactor. J. Radioanal. and Nucl. Chem, Letters/ 214(4), 1996, pp.277-283.
106. Fronsayeva M.V., Pavlov S.S. Analytical Investigations at the IBR-2 Reactor in Dubna, Preprint El4-2000-177, JINR, Dubna, 2000, 8 p.
107. Блохин А.И., Демин, H.A. Чернов B.M. Вопросы атомной науки и техники. Серия: Материаловедение и новые материалы, вып. 1(66), 2006, с.70-87
108. Справочник физических величин. Под ред.И. С.Григорьева, Е.З.Мейлихова, Москва, Энергоатомиздат, 1991, с. 1103
109. Блатт Дж., Вайскопф В. Теоретическая ядерная физика. М.: Изд.: Иностранная литература, 1954, 658 с.
110. Голубок Д.С. Структурные изменения в аморфном сплаве Fe77Ni2Sii4B7 после облучения нейтронами // Тезисы докладов XIV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2007» МГУ, Москва, Россия
111. Саратовкин Д.Д. Дендритная кристаллизация // М.: Металлургиздат, 1957
