КАРБИДИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛЬФРАМА В ПУЧКОВО-ПЛАЗМЕННОМ РАЗРЯДЕ

В данной работе рассматривается метод карбидизации поверхности вольфрама с применением пучково-плазмен ного разряда, который был осуществлен на плазменно-пучковой установке для выявления особенностей данного подхода карбидизации. Отличительной особенностью реализованного метода является то, что он наиболее близок к процессам, которые могут вызвать карбидизацию поверхности при эксплуатации термоядерных установок. Данный метод позволяет изменять параметры эксперимента для получения конкретного покрытия с заданными характеристиками. В результате проведенных экспериментальных работ установлено, что при температуре 1500 °С при времени экспозиции 600 с образуется полукарбид W₂C, а при увеличении времени до 3600 с образуется монокарбид WC вольфрама.

1. G. Pintsuk., A. Hasegawa. Tungsten as a plasma-facing material // Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. – 2019. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11696-0

2. Escourbiac F. et al. Effort on Design of a Full Tungsten Divertor for ITER // 24th, IAEA Fusion Energy Conference, San Diego, 2012.

3. H. Bolt, V. Barabash, G. Federici, J. Linke, A. Loarte, J. Roth, K. Sato. Plasma facing and high heat flux materials-needs for ITER and beyond // J. Nucl. Mater. – 2002. – V.307. – P. 43–52.

4. Youchison, D., Gehrig, M., Lumsdaine, A., Klett, J., Greuner, H., & Böswirth, B. High heat-flux response of high-conductivity graphitic foam monoblocks // Fusion Engineering and Design. – 2019. – V. 146. – P. 417–420. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2018.12.081

5. Humphry-Baker, S. A., Smith, G. D. W., & Pintsuk, G. Thermal shock of tungsten carbide in plasma-facing conditions // Journal of Nuclear Materials. – 2019. – V. 524. – P. 239–246. https://doi:10.1016/j.jnucmat.2019.06.041

6. R.C. Gassmann, Mater. Sci. Tech. – 1996. – V. 12. – P. 691–69.

7. Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия. Изд. 2-е, пер. и доп. М.: Металлургия, 1973, с. 400.

8. Самсонов Г.В., Латышева В.П. ФММ, 1956, т. 2, с. 309.

9. Минкевич А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. Изд.: Машиностроение, 1965.

10. Осаждение из газовой фазы. Под ред. Л. Пауэлла и др. (пер. с англ.). Атом-издат., 1970.

11. Киреев В., Столяров А. Технологии микроэлектроники. Химическое осаждение из газовой фазы. – М.: Техносфера, 2006. – 192 с. – ISBN 5-94836-039-3.

12. Moers K.Z. Chem., 1931. Bd 198, S. 233.

13. Патент РК на полезную модель № 2080. Имитационный стенд с плазменно-пучковой установкой / Колодешников А.А., Зуев В.А., Гановичев Д.А., Туленбергенов Т.Р. и др. – опубл. 15.03.2017, Бюл. № 5.

14. V. Kurnaev, I. Vizgalov, K. Gutorov, T. Tulenbergenov, I. Sokolov, A. Kolodeshnikov, V. Ignashev, V. Zuev, I. Bogomolova , N. Klimov. Investigation of plasma–surface interaction at plasma beam facilities. – Journal of Nuclear Materials, 2015, vol. 463, p. 228–232. http://dx.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2014.12.076

15. Власов В.В. Элементарные процессы в плазме газового разряда. – Х.: ХНУ, 2008. – 175 с.

16. Мак-Даниель И. Процессы столкновений в ионизованных газах.– М.: Мир, 1967. – 832 с.

17. Гусева М. И., Мартыненко Ю. В. Взаимодействие частиц плазмы с поверхностью // Итоги науки и техники. Сер. Физика плазмы. Т. 2. – М.: ВИНИТИ, 1990. – С. 150–190.

18. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. – Издание шестое, стереотипное. – M.: Химия, 1967. – С. 58.

19. Соколов И.А., Скаков М.К., Миниязов А.Ж., Туленбергенов Т.Р. Изучение процессов образования карбидов на поверхности дивертора термоядерного реактора. – Вестник КазНАЕН. – 2019. – Вып. 1.– С. 44–49.