Вплив йонного опромінення на структуру, абсорбційну здатність та корозійні властивості нанорозмірних металевих композицій

Показано перспективність методу бомбардування нанотовщинної вакуумно-конденсованої металевої речовини іонами малих енергій – як інструменту цілеспрямованого формування таких градієнтних розподілів структурно-фазових станів, які забезпечують нові властивості. Розроблено нові методичні підходи до структурного аналізу нанорозмірних матеріалів із використанням синхротронного випромінювання (із щільністю потоку фотонів більшою на 12 порядків, а тривалістю експозиції – в 150 разів меншою, ніж за традиційними методами рентгеноструктурного аналізу). Показано пасивуючий вплив йонного опромінення низької енергії (до 2000 еВ) поверхні тонкоплівкових систем (товщиною до 100 нм) на матеріали металевих шарів, що сприяє відновленню оксидів на внутрішніх інтерфейсах, зменшує кількість домішкових атомів вуглецю та збільшує ступень кристалічності провідного шару із збереженням вихідного фазового складу. Запропоновано нову модель відновних процесів у нанорозмірних плівкових системах, засновану на ефекті дальнодії бомбардуючих йонів, яка пояснює видалення домішок з границь зерен та границь розділу компонентів, потовщення шарів та покращення корозійних властивостей за рахунок «армування» поверхневого шару аргоном. Вперше продемонстровано, що комбінування низькоенергетичної йонної обробки за оптимального режиму (E ~ 800 еВ, t ~ 20 хвилин) з термічним відпалом (в інтервалі 200°С - 450°С) дозволяє зберегти позитивні ефекти йонного впливу і додатково підвищити ступень досконалості кристалічної структури шару провідного матеріалу, стабілізувати нанокристалічну структуру шляхом гальмування процесів рекристалізації, уповільнити дифузійну взаємодію компонентів, значно підвищити фізико-механічні та адгезійні властивості і тим самим підвищити термічну стабільність плівкового матеріалу. Визначено закономірності щодо фізичної природи залежності ймовірності іонізації розпорошених атомів від атомарної й електронної структури металів, розбавлених твердих розчинів і концентрованих сплавів, що підаються бомбардовуванню іонами нейтральних газів (матричний ефект).