بررسی ساختار و مشخصه های سطح و زیرلایه نمونه های آلومینیوم تحت تاثیر یون های پرانرژی نیتروژن و آرگون در دستگاه پلاسمای کانونی دنا

پلاسمای کانونی دستگاهی با توانائی های گسترده در زمینه های پژوهشی و کاربردی است که در آن ستون پلاسمای داغ (چند کیلو الکترون ولت) و چگال (cm-3 1019-1020) با استفاده از گازهای متنوع خالص و ترکیبی، ایجاد می شود که امکان بررسی فرآیندهای گوناگونی مانند عملیات حرارتی، مهندسی سطح، ایجاد لایه نازک را فراهم میکند. دستگاه PF-Dena با انرژی 90 کیلو ژول دارای دو الکترود استوانه ای هم محور از جنس مس است که توسط یک عایق چینی از یکدیگر جدا می شوند . تخلیه بانک خازنی با ظرفیت 288 میکرو فاراد منجر به تشکیل لایه پلاسما و در فاز نهائی ایجاد یک ستون پلاسما (پینچ) با طول عمر 100-50 نانوثانیه می شود. در این آزمایش ها نمونه های آلومینیومی با ضخامت 3 میلی متر و قطر200 میلیمتر در مرکز کاتد قرار گرفته و در معرض پرتوهای یونی ناشی از پینچ با انرژی 0 تا 100 کیلو الکترون ولت قرار می گیرند. گازهای مورد استفاده آرگون و نیتروژن با فشار حدود 0/5 - 0/3 تور و ولتاژ اعمال شده 12 تا 16 کیلو ولت هستند . پرتوهای یونی موجب پیش گرمایش سطح و در نتیجه افزایش ضریب نفوذ ذرات فرودی در زیرلایه می شود. به دلیل دمای بسیار زیاد ستون پلاسما و طول عمر بسیار کم آن، نمونه های آلومینیومی متحمل کوئینچ می شوند که در نتیجه در خواص آنها تغییرات کمی و کیفی از قبیل تغییر مرفولوژی سطح، محتوای شیمیائی، تغییرات فازی، تغییر در ساختار کریستالی در جهت گرادیان دما و نیز پارامتر شبکه کریستالی به علت وجود ناخالصی های بین نشین ایجاد می شود. نتایج به دست آمده از آزمونهای متالورژیکی مختلف مانند HV, ICP, XRD, SEM/EDX روی این دیسک های آلومینیومی ارائه میشود.