نیتراسیون پلاسمایی سطح با استفاده از یون های پر انرژی نیتروژن تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی

در این پژوهش تاثیر تابش یون‌های نیتروژن بر خواص سطحی و ساختار فلز تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور نمونه‌های تیتانیومی در دستگاه پلاسمای کانونی 2.7 کیلوژول با یون‌های نیتروژن گسیل یافته از آن در 5، 10 و 20 تخلیه خازنی دستگاه پلاسمای کانونی مورد تابش قرار داده شد. نمونه‌ها قبل و بعد از تابش دهی تحت بررسی‌های میکروسکوپی الکترونی، میکروآنالیز و پراش پرتو ایکس قرارگرفت. نتایج نشان می‌دهد که با تابش یون‌های نیتروژن بر سطح تیتانیوم، تاول‌های متراکم و ناهمواری‌ در سطح نمونه‌ها ایجاد می‌شود که با افزایش تعداد تخلیه خازنی، تراکم و اندازه آنها افزایش می‌یابد. در سطح نمونه‌های تابش شده، نواحی کندوپاش بر اثر برخورد یون‌های پرانرژی نیتروژن و افزایش دمای سطح تیتانیوم پدید آمده است. نتایج پراش پرتو ایکس نشان می‌دهد که با تابش یون‌های نیتروژن به تیتانیوم، پیک‌های پراش پرتو ایکس دچار تغییراتی شده و مکان قله‌ها به سمت زوایای کوچکتر جابجا شده‌است؛ این امر نشان دهنده کرنش ایجاد شده در نمونه‌ها به دلیل انتقال گرمای زیاد به سطح در زمان تابش یون‌ها بوده است. علاوه براین، تابش یون‌های نیتروژن بر تیتانیوم باعث کاهش شدت قله‌ها شده است. نتایج حاصل از edx نشان می‌دهد که با تابش یون‌های نیتروژن بر سطح تیتانیوم، به دلیل تبخیر از سر آند دستگاه پلاسمای کانونی، مقدار بسیار اندکی مس بر سطح فلز رسوب کرده است

plasma nitration of the surface using high energy nitrogen ions produced in the plasma focus device

in this research, the effect of nitrogen ion radiation on the surface properties and structure of titanium metal was investigated. for this purpose, titanium samples were subjected to 2.7 kj focal plasma device with nitrogen ions emitted from it in 5, 10 and 20 shots of the plasma device. the focus was irradiated. sem, edx and xrd analyzes were taken from titanium samples before and after irradiation. the results of sem show that with the irradiation of ions on the surface of titanium, rough blisters are created on the surface of the specimens; the density and size of these blisters increase with the number of shots. also, on the surface of the irradiated samples, sputtered areas were observed, owing to the increase in the temperature of the titanium surface by the impact of high-energy nitrogen ions. the x-ray diffraction results showed that with the irradiation of nitrogen ions onto titanium, the diffraction pattern has undergone changes in the peak locations; the peaks shifted to smaller angles, due to the stress and strains created in the surface layers as a result of high heat transfer to titanium during the irradiation of nitrogen ions. in addition, the irradiation of nitrogen ions on titanium caused a decrease in the height of the peaks. the results obtained from edx also revealed that by irradiating nitrogen ions on the titanium, a small amount of copper has been deposited on the titanium surface due to evaporation from the anode head of the focal plasma device .