— Thin carbon films obtained on the surface of slide glass using the magnetron sputtering of a carbon target in an argon-gas medium are subjected to pulsed irradiation with argon ions with various pulse-repetition rates at a fixed ion energy of 30 keV and an irradiation dose of D = 10 17 cm –2 . It is shown that the electrical resistivity of carbon films depends nonmonotonically on the rate of dose selection during the implantation of argon ions. Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy are used to characterize carbon films, which makes it possible to explain the observed dependences of the electrical resistivity on the rate of dose selection during the implantation of argon ions.

Методами АСМ, РФЭС, РСА, механических и электрохимических испытаний изучено влияние имплантации инертных и химически активных ионов на формирование состава, структуры и модификацию физико-химических свойств тонких поверхностных слоев нержавеющей стали 03Х18Н11, титанового сплава ВТ6, армко-железа с напыленной пленкой углерода и армко-железа с напыленными пленками титан-алюминий. Показано, что имплантация ионов аргона, кислорода и азота приводит к повышению коррозионной стойкости стали 03Х18Н11 как в нейтральной среде, так и в среде, содержащей сильные активаторы коррозии - анионы хлорида. Установлено, что в условиях имплантации ионов N+ в титановый сплав ВТ6 формирование структурно-фазового состояния поверхностных слоев определяется химической активностью атомов азота к атомам титана. Облучение с высокими частотами следования импульсов, углеродных пленок на поверхности армко-железа, ионной имплантацией приводит к проявлению радиационно-термического эффекта, приводящего к коагуляции мелкодисперсных частиц в более крупные образования, и это сопровождается увеличением микротвердости пленок. Исследовано влияние перемешивания ионами аргона на формирование поверхностных слоев покрытия пленок алюминия и титана на подложке армко-железа. Определены параметры ионно-лучевого перемешивания, позволяющие сформировать интерметаллидные соединения (TiAl) в поверхностных слоях напыленной пленки титан-алюминий на подложке армко-железа. The influence of implantation of inert and chemically active ions on the formation of the composition, structure and modification of the physicochemical properties of thin surface layers of stainless steel 03X18N11, titanium alloy VT6, armco-iron with a carbon film sprayed and armco-iron with titanium-aluminum films sprayed has been studied by AFM, RFES, RSA mechanical and electrochemical tests. It is shown that the implantation of argon, oxygen and nitrogen ions leads to an increase in the corrosion resistance of steel 03X18H11 both in a neutral medium and in an environment containing strong corrosion activators - chloride anions. It is established that under the conditions of implantation of N+ ions into the titanium alloy VT6, the formation of the structural-phase state of the surface layers is determined by the chemical activity of nitrogen atoms to titanium atoms. Irradiation with high pulse repetition frequencies, carbon films on the surface of armco-iron, ion implantation leads to the manifestation of a radiation-thermal effect leading to coagulation of fine particles into larger formations, and this is accompanied by an increase in the microhardness of the films...

The composition and certain properties of the surface layer produced by oxygen-ion implantation into the Cu50Ni50 alloy are studied. Oxygen-ion implantation is shown to result predominantly in the oxidation of nickel, which is the more electronegative component of the alloy. Different forms of nickel oxide are concentrated mainly on the alloy surface. These oxide layers enhance the propensity of the alloy to passivation and a decrease in anodic currents in alkaline media. The effect of oxygen-ion implantation on the behavior of the alloy in neutral and acidic media is less obvious. Oxygen-ion implantation enhances the electrochemical activity of the alloy toward the oxygen-reduction reaction.

The results of an investigation of the chemical composition, structure, topography, and mechanical properties of surface layers of armco-iron after implantation of nitrogen ions under various conditions are given. Using X-ray electron spectroscopy, the implanted nitrogen distribution profiles are determined and the formation of nonstoichiometric iron nitrides and oxynitrides is shown. Using X-ray analysis and electron energy-loss spectroscopy of dimensional fine structures, the atomic and local atomic structure of the ion-modified layers is studied.

Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, спектроскопии протяженных тонких структур энергетических потерь электронов и спектроскопии комбинационного рассеяния света изучены химический состав, межатомная химическая связь и особенности атомной структуры наноразмерных углеродных пленок на поверхности железа, полученных магнетронным напылением, до и после ионно-лучевого перемешивания. В зоне ионно-лучевого перемешивания обнаружены структурные неоднородности и нестехиометрические карбиды железа. Определены параметры локальной атомной структуры сверхтонкого поверхностного слоя и переходной области "углеродная пленка-металл". Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект N 16-43-180765) и проекта УМНИК, дог. N 9302 ГУ2015. DOI: 10.21883/FTT.2017.03.44176.315

The chemical composition, interatomic chemical bonds, and specific features of the atomic structure of nanosized carbon films on the surface of iron, which were prepared by magnetron sputtering before and after ion-beam mixing, have been investigated using X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction analysis, extended electron energy loss fine structure spectroscopy, and Raman spectroscopy. It has been found that, in the ion-beam mixing region, there are structural inhomogeneities and nonstoichiometric iron carbides. The parameters of the local atomic structure of an ultrathin surface layer and the “carbon film–metal” transition region have been determined.