ИСТИНА

В настоящей работе рассматривается влияние последовательности облучения аргон-кислород и кислород-аргон на изменение химического состава, электрохимических свойств и локальной атомной структуры сверхтонких (~20 нм) поверхностных слоев железа. Проведена серия экспериментов по облучению поверхности железа в импульсно-периодическом режиме ионами Ar+ энергией 30 кэВ, дозой 5∙1016 ион/см2 и О+ энергией 30 кэВ, дозой 1017 ион/см2 в различной последовательности. Проведенные электрохимические исследования, результаты которых показали, что облучение поверхности железа ионами кислорода, а также при комбинированном облучении ионами аргона и кислорода приводят к повышению коррозионных свойств железа и образованию пассивационного слоя. Для определения механизма формирования пассивационного слоя проведено исследование химического состава, топографии поверхности и локальной атомной структуры образцов с высокими электрохимическими показателями. Методом рентгенофотоэлектронной спектроскопии, электронной Оже-спектроскопии, и методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии определены изменения химического и элементного состава. Показано, что в результате комбинированного облучения ионами аргона и кислорода на поверхности образуются нестехиометрические оксиды железа, при этом в поверхностных слоях присутствует аргон. Изменение топографии поверхности до и после комбинированного облучения ионами исследовали с помощью атомно-силовой микроскопии. Обнаружено, что при различной последовательности облучения ионами формируются разные рельефы поверхности железа. Исследование изменений локальной атомной структуры проведено XAFS-подобным методом – EELFS спектроскопией (EELFS – Electron Energy Loss Fine Structure) [1, 2]. Получены экспериментальные EELFS спектры за М2,3 краем возбуждения железа и К краем возбуждения кислорода. Анализ экспериментальных данных проведен методом Фурье-преобразования и с помощью решения обратной задачи. Получены параметры локальной атомной структуры ионно-модифицированных поверхностей – парциальные межатомные расстояния, параметры их дисперсии и координационные числа. Работа была выполнена с использованием оборудования ЦКП «Поверхность и новые материалы» УдмФИЦ УрО РАН