Межфазная адгезия в системе ”МУНТ/Ti“ и ее улучшение с использованием ионно-пучковой обработки: сравнительный анализ воздействия ионов аргона и гелия

Межфазная адгезия в системе ”МУНТ/Ti“ и ее улучшение с использованием ионно-пучковой обработки: сравнительный анализ воздействия ионов аргона и гелия Full article

Journal

Журнал технической физики
ISSN: 0044-4642

Output data

Year: 2024, Volume: 94, Number: 8, Pages: 1362-1371 Pages count : 9 DOI: 10.61011/JTF.2024.08.58565.97-24

Tags

многостенные углеродные нанотрубки, облучение ионами гелия и аргона, межфазная адгезия, атомно-силовая микроскопия, рентгенофотоэлектронная спектроскопия

Authors

Князев Е.В. ^1,2 , Корусенко П.М. ^3,2 , Петрова О.В. ^3,4 , Соколов Д.В. ¹ , Поворознюк С.Н. ^1,2 , Ивлев К.Е. ¹ , Бакина К.А. ^3,4 , Гаас В.А. ³ , Виноградов А.С. ³

Affiliations

1	Омский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук, Омск, Россия
2	Омский государственный технический университет, Омск, Россия
3	Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
4	Коми научный центр УpО РАН, Сыктывкар, Россия

Методами атомно-силовой микроскопии и рентгенофотоэлектронной спектроскопии проведено сравнительное исследование адгезии многостенных углеродных нанотрубок к титановой поверхности в зависимости от режимов облучения ионами He+ и Ar+ системы "МУНТ/Ti". Количественная оценка силы адгезии на межфазной границе, выполненная с использованием атомно-силовой микроскопии, продемонстрировала ее существенное увеличение в результате обработки "МУНТ/Ti" высокоэнергетическими ионами гелия и аргона. Обнаружено, что это увеличение силы адгезии зависит от времени ионного облучения и вида ионов. Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследована природа химического связывания между многостенными углеродными нанотрубками и поверхностью титановой подложки, которое обусловливает увеличение адгезии нанотрубок к титану в процессе ионного облучения. Установлено, что это связывание является главным образом результатом формирования между атомами титана и углерода химических C-O-Ti-связей с участием атомов кислорода кислородсодержащих функциональных групп, которые локализованы на дефектах стенок трубок, образующихся в процессе ионного облучения. При длительном (30 min) облучении ионами аргона в фотоэлектронных спектрах наблюдаются слабые эффекты прямого связывания между атомами титана и углерода, также способствующего усилению межфазной адгезии. Ключевые слова: многостенные углеродные нанотрубки, облучение ионами гелия и аргона, межфазная адгезия, атомно-силовая микроскопия, рентгенофотоэлектронная спектроскопия.

Князев Е.В. , Корусенко П.М. , Петрова О.В. , Соколов Д.В. , Поворознюк С.Н. , Ивлев К.Е. , Бакина К.А. , Гаас В.А. , Виноградов А.С.
Межфазная адгезия в системе ”МУНТ/Ti“ и ее улучшение с использованием ионно-пучковой обработки: сравнительный анализ воздействия ионов аргона и гелия
Журнал технической физики. 2024. Т.94. №8. С.1362-1371. DOI: 10.61011/JTF.2024.08.58565.97-24

Knyazev E.V. , Korusenko P.M. , Petrova O.V. , Sokolov D.V. , Povoroznyuk S.N. , Ivlev K.E. , Bakina K.A. , Gaas V.A. , Vinogradov A.S.
Interfacial adhesion in the ”MWCNT/Ti“ system and its improvement using ion beam treatment: a comparative analysis of the effects of argon and helium ions
Technical Physics. 2024. Т.69. №8. 1261 :1-10. DOI: 10.61011/TP.2024.08.59015.97-24

Submitted:	Mar 22, 2024
Accepted:	May 17, 2024
Published print:	May 31, 2024
Published online:	Jul 27, 2024

No identifiers