Возникновение ударной волны в поверхности, облученной мощным ионным пучком

Статья. Литературный перевод. Induced stress wave on the materials surface irradiated by high-intensity pulsed ion beam. Elseiver. Surface & Coatings Technology 201 (2007) 5054– 5058. С использованием пьезоэлектрического датчика из титаната циркония (PZT) была динамически измерена ударная волна в чистых металлах Al и Ti и в тепловом барьерном покрытии (ТБП) жаропрочной стали при облучении мощным ионным пучком с плотностью тока ионов 200 и 300 А/см2, количеством импульсов 1-10, ускоряющем напряжении 350 кВ, длине импульса 75 нс (ширина соответствует половине максимальной). Форма измеренной волны показала процесс нагрузки, разгрузки и колебаний которые имеют форму серии положительных и отрицательных импульсов пик которой соответствует первому отрицательному импульсу, что соответствует ударной волне с максимальной интенсивностью. Для образцов из Al получены значения ударной волны ~40 МПа при 200 А/см2 и ~78 МПа при 350 А/см 2. Для Ti интенсивность ударной волны составила ~36 МПа при 350 А/см 2. Из-за действия абляции ударная волна в алюминии при облучении при 200 А/см2 подобна волне возникающей в Ti при его облучении при 350 А/см2, что является следствием различий в плавлении и парообразовании этих материалов. Для образца ТБП, в следствие его высокой температуры плавления и пористой структуры наблюдается уменьшение интенсивности ударной волны до 18 МПа. Пик интенсивности ударной волны при облучении чистого Al и Ti МИП с плотностью тока 350 А/см2 лежит в диапазоне 70-90 и 27-40 МПа соответственно. Флуктуации интенсивности ударной волны являются атрибутом селективной абляции в случае микронеоднородности облучаемой поверхности и различной потерей массы при импульсе. Обнаружено, что структура и свойства материала а также условия облучения влияют на формирование и распространение ударной волны в материале.