بررسی و مقایسه تغییرات ایجاد شده در سطح فولاد st37 به سبب برهم‏کنش با یون‏های نیتروژن با استفاده از دو چشمه متفاوت تولید پلاسما

در این پژوهش تغییرات ایجادشده در سطح آلیاژ st37 که تحت تابش دو رژیم متفاوت پلاسما واقع شده ‏است، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. در ابتدا با استفاده از دستگاه پلاسمای کانونی برهم‏کنش یون‏‎های پرانرژی نیتروژن که به‏ صورت پالسی در مقیاس زمانی نانوثانیه با نمونه‏ های فولاد st37 برخورد می‏کنند، مورد مطالعه قرار گرفت و در ادامه به بررسی تاثیر بر‏هم‏کنش پلاسمای تخلیه درخشان با نمونه ‏های مورد نظر پرداخته شد. با استفاده از روش‏های sem، eds و xrd تغییرات ایجادشده بر سطح نمونه مورد مطالعه قرار گرفت. تصاویر ثبت‏ شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که حباب‏های متراکم و بسیارریزی (در حدود 100 نانومتر) توسط چشمه پلاسمای پالسی در سطح نمونه به‏ وجود آمده است. این در حالی است که پلاسمای تخلیه درخشان سبب ایجاد تاول‏هایی با اندازه بین 0.5 تا 2 میکرومتر در سطح نمونه شد. نتایج آنالیز xrd نشان‏ دهنده واکنش شیمیایی یون‏های نیتروژن با آهن در رژیم پلاسمای تخلیه درخشان است. همچنین نتایج آزمون سختی‏ سنجی ویکرز نیز نشان داد که سختی نمونه‏ ها به ‏طور قابل‏ ملاحظه‏ ای افزایش یافته است.

investigating and comparing the surface modification of st37 steel due to the interaction with nitrogen ions using two different plasma sources

the surface modification of st37 steel irradiated with two different plasma regimes was investigated and compared. at first, using a plasma focus device, the interaction of high-energy nitrogen ions, colliding with the specimen in a pulsed manner (in nanosecond time scale) was studied. then, the interaction of nitrogen ions with the specimens in the glow discharge plasmaregime was investigated. using sem, eds and xrd analyses the morphology changes of the samples were studied. the sem images show that small, dense and abundant bubbles (about 100 nm) were created by the pulsed plasma source on the surface of the specimens. on the other hand, the glow discharge plasma has created blisters with a size between 0.5-2micrometers on the surface of the samples. the xrd results indicate the chemical reaction of nitrogen ions with iron in theglow discharge plasma regime. also, the vickers hardness test results illustrated that the hardness of the samples increasedsignificantly.