Tribological characteristics of 'steel-ceramics-irradiated-by-helium-ions' pair

Abstract

Facility for the tribological characteristics studying of a metal – ceramics pair and parameters of ceramic samples irradiation on the helium ions linear accelerator with energies 0.12 and 4 MeV are resulted. Profiles of damageability and occurrence of target atoms along of helium ions range are calculated for the irradiated TiO₂ and Al₂O₃. Sputtering ratios and dependence of the sputtered atoms quantity on samples thickness are received. Calculations on density change of the irradiated samples are made. Experimental results of a sliding friction factor measurement depending on cycle’s quantity, temperature and irradiation doses are presented. On the basis of microscopic researches and calculation data conclusions are drawn about irradiation influence on interacting pair’s tribological characteristics.

Наведено установку для вивчення трибологічних характеристик пари метал – кераміка та параметри опромінення керамічних зразків на лінійному прискорювачі іонів гелію з енергіями 0,12 і 4 МеВ. Для опромінених TiO₂ й Al₂O₃ розраховано профілі пошкоджуваності та залягання атомів мішені вздовж пробігу іонів гелію. Отримано коефіцієнти розпилення й залежності кількості розпилених атомів по товщині зразків. Зроблено розрахунки щодо змінення щільності опромінених зразків. Подано експериментальні результати вимірювання коефіцієнта тертя ковзання залежно від кількості циклів, температури й дози опромінення. На основі мікроскопічних досліджень і розрахункових даних зроблено висновки щодо впливу опромінення на трибологічні характеристики пар, що взаємодіють.

Приведены установка для изучения трибологических характеристик пары металл – керамика и параметры облучения керамических образцов на линейном ускорителе ионов гелия с энергиями 0,12 и 4 МэВ. Для облученных TiO₂ и Al₂O₃ рассчитаны профили повреждаемости и залегания атомов мишени вдоль пробега ионов гелия. Получены коэффициенты распыления и зависимости количества распыленных атомов по толщине образцов. Произведены расчеты по изменению плотности облученных образцов. Представлены экспериментальные результаты измерения коэффициента трения скольжения в зависимости от количества циклов, температуры и дозы облучения. На основе микроскопических исследований и расчетных данных сделаны выводы о влиянии облучения на трибологические характеристики взаимодействующих пар.