Chemistry, Physics and Technology of Surface, 2014, 5 (2), 190-196.

Low Temperature Nanoscale Surface Modification of Stainless Steel by Ion Beams



A. A. Cherny, S. V. Maschenko, V. V. Honcharov, V. A. Zazhigalov

Abstract


The samples containing chromium, molybdenum and titanium on the base of stainless foil were prepared by low-temperature ionic implantation. The synthesized composites were studied by optical microscopy, atomic force microscopy and sclerometric analysis. Through computer simulation, formation of nanoscale layer on the carrier surface was shown. It has been found that the surface microgeometry of the samples depends on the applied target metal and the implantation dose. The dependence of surface microstructure vs implantation dose have the periodic view. The sclerometric analysis shows that implantation of metal ions allows us to increase in several times the surface mechanical strength in relation to the untreated foil. A perspective of the use of ionic implantation as a technology for preparation of surface nanolayers on the stainless steel was shown. This method can be used for obtaining of new materials with improved physical, chemical and operational characteristics.

Keywords


ionic implantation; nanoscale layer; stainless steel; implant

Full Text:

PDF (Русский)

References


1. Zhou G., Ding H., Zhou F., Zhang Y. Structure and mechanical properties of Ni-P-nano Al2O3 composite coatings synthesized by electroless plating // J. Iron Steel Res. Int. – 2008. – V. 15, N 1. – Р. 65–69.

2. Zhang X., Liu N. Microstructure, mechanical properties and thermal shock resistance of nano-TiN modified TiC-based cermets with different binders // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. – 2008. – V. 26, N 6. – Р. 575–582.

3. Jun L., Ying L., Jing G. et al. Microstructure and magnetic properties of bulk Nd2Fe14B/α-Fe nano-composite prepared by chemical vapor deposition // J. Magn. Magn. Mater. – 2013. – V. 328. – Р. 1–6.

4. Лямина Г.В., Илела А.Э., Качаев А.А. и др. Получение нанопорошков оксида алюми-ния и циркония из растворов их солей методом распылительной сушки // Бутлеровские сообщения. – 2013. – Т. 33, № 2. – С. 119–124.

5. Dercz G., Prusik K., Pajnk L. et al. X-ray studies on NiAl–Cr3C2–Al2O3 composite powder with nanocrystalline NiAl phase //J. Alloys Compd. – 2006. – V. 423, N 1–2. – Р. 112–115.

6. Espitia-Cabrera I., Orozco-Hernбndez H., Torres-Sбnchez R. et al. Synthesis of nano-structured zirconia electrodeposited films on AISI 316L stainless steel and its behaviour in corrosion resistance assessment // Mater. Lett. – 2004. – V. 58, N 1–2. – Р. 191–195.

7. Ranga Rao A., Dutta V. Low-temperature synthesis of TiO2 nanoparticles and preparation of TiO2 thin films by spray deposition// Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2007. – V. 91, N 12. – Р. 1075–1080.

8. Gwyddion // Free SPM (AFM, SNOM/NSOM, STM, MFM, …) data analysis software. – http://gwyddion.net/

9. Никоненко В.А. Математическое моделирование технологических процессов: Моделирование в среде MathCAD. – Москва: МИСиС, 2001. – 48 с.

10. Бобыль А.В., Карманенко С.Ф. Физико-химические основы технологии полупроводников. Пучковые и плазменные процессы в планарной технологии. – СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2005. – 113 с.

11. Зажигалов В.А., Гончаров В.В. Синтез наноразмерных слоев активных металлов на поверхности фольги из нержавеющей стали // Современные проблемы нанокатализа: Симпозиум с международным участием (24-28 сентября, 2012, Ужгород, Украина). – Сборник тезисов – С. 141–142.

12. Левшунова В., Похил Г., Тетельбаум Д. и др. Сравнительный анализ эффекта дальнодействия методом РОР и методом измерения микротвердости // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2010. – № 4. –С. 91–93.

13. Тетельбаум Д.И., Баянкин В.Я. Эффект дальнодействия // Природа. – 2005. – № 4. – С. 9–17.




Copyright (©) 2014 A. A. Cherny, S. V. Maschenko, V. V. Honcharov, V. A. Zazhigalov

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.