Моделирование тепловой эрозии поверхности твёрдого тела под действием мощных импульсных пучков заряженных частиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Степанова, Ольга Михайловна

• Степанова, Ольга Михайловна
• кандидат физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Степанова, Ольга Михайловна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЭРОЗИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЁРДОГО ТЕЛА ПРИ ОБЛУЧЕНИИ ИМПУЛЬСНЫМИ ПУЧКАМИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ: ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1. Механизмы эрозии твёрдого тела под действием пучков заряженных частиц, плазмы и лазерного излучения.

1. 2. Коэффициент распыления и его зависимость от температуры

1.3. Модели испарения атомов с поверхности

1. 3.1. Двухфазная модель испарения.

1. 3.2. Гидродинамическая модель эрозии.

1.4. Изменение морфологии поверхности в результате эрозии при облучении пучками заряженных частиц.

1.5. Постановка задачи о тепловой эрозии твёрдого тела под действием мощных импульсных пучков заряженных частиц . . 38 1. 5.1. Одномерная модель.

1. 5.2. Двумерная модель.

ГЛАВА 2.ТЕПЛОВАЯ ЭРОЗИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТВЁРДОГО ТЕЛА

ПОД ДЕЙСТВИЕМ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ.

2. 1. Функция энерговыделения ускоренных заряженных частиц в веществе.

2. 1.1. Линейные потери энергии ускоренных ионов при торможении в твёрдом теле.

2. 1.2. Линейные потери энергии электронов, тормозящихся в твёрдом теле.

2. 1.3. Полный энерговклад пучка заряженных частиц в мишень.

2. 2. Тепловая эрозия твёрдого тела под действием мощного импульсного ионного пучка

2. 2.1. Влияние параметров пучков на характеристики тепловых процессов в металлах при ионном облучении 55 2. 2.2. Коэффициент эрозии твёрдого тела в зависимости от параметров мишени и пучка.

2. 2.3. Коэффициент энергетической эффективности пучка 66 2. 3. Особенности тепловой эрозии твёрдого тела под действием мощного импульсного пучка электронов.

2. 3.1. Влияние формы профиля линейных потерь энергии электронов на конфигурацию тепловых полей в мишени

2. 3.2. Толщина расплавленного и испарившегося слоев в зависимости от параметров пучка.

2. 3.3. Коэффициент эрозии как функция параметров электронного пучка для материалов с различными теплофизическими свойствами.

2. 3.4. Энергетическая эффективность электронного пучка в сравнении с ионным

2. 4. Методика оптимизации параметров пучка для обеспечения максимально возможных коэффициентов эрозии.

ГЛАВА 3. РАДИАЦИОННАЯ ПОЛИРОВКА ПОВЕРХНОСТИ В РЕЖИМЕ ИСПАРЕНИЯ.

3.1. Эволюция рельефа поверхности в результате испарения под действием мощных импульсных пучков заряженных частиц

3. 2. Сглаживание поверхности под действием импульсного ионного пучка.

3. 3. Испарение микровыступов под действием электронного пучка

3. 4. Тестирование модели тепловой эрозии микровыступа на поверхности твёрдого тела под действием мощного импульсного пучка заряженных частиц.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование тепловой эрозии поверхности твёрдого тела под действием мощных импульсных пучков заряженных частиц»

Радиационные методы модифицирования твёрдых тел с помощью пучков заряженных частиц, потоков плазмы, лазерного излучения являются перспективным направлением в материаловедении.

С развитием ускорительной техники в последние годы появились дополнительные возможности для совершенствования существующих и разработки новых способов обработки материалов и изделий. Заметное место в этом ряду занимают технологии, построенные на использовании эффекта эрозии поверхности твёрдых тел под действием пучков заряженных частиц.

Попадая в конденсированное вещество, ускоренная частица теряет свою энергию в результате столкновений с атомами среды. При этом происходит их ионизация, возбуждение, смещение, ускоренный перенос, а также образование радиационных дефектов, нагревание облучаемого вещества и другие эффекты [1-21]. Структурно-фазовые превращения, вызванные тепловым действием пучка, регламентируются балансом энергии, т.е. её вводом в твёрдое тело и суммой её потерь из системы по всем каналам диссипации (теплопроводность, фазовые превращения и т.д.).

В настоящее время в научной литературе по радиационным технологиям режимы облучения и/или пучки заряженных частиц по интенсивности условно определяют сильноточными или мощными [22-25]. При этом обычно руководствуются не характером диссипации энергии, кинетикой накопления и отжига радиационных дефектов, реакцией твёрдого тела на облучение, а скорее транспортными характеристиками частиц, так как эти термины пришли из физики пучков. Видимо, это не совсем оправдано.

Нам представляется, что в радиационном материаловедении (как и в теории генерации и транспортировки пучков заряженных частиц) термин "сильноточные" следует использовать только в том случае, если ток пучка настолько велик, что его электрическое или магнитное поля способны изменить траекторию пробега и форму функции энерговыделения. Но это характерно для токов, составляющих как минимум десятки и даже сотни килоамперов на квадратный сантиметр. При таких режимах облучения вещество может существовать только в виде плазмы. Поэтому для радиационной обработки твёрдых тел более правильно пользоваться термином "мощные". И критерием, позволяющим отнести пучок к категории мощных. должен быть параметр, характеризующий наличие какого-то принципиально важного свойства (состояния) вещества или процесса его модифицирования, возникающего при облучении.

Например, в настоящей работе таким критерием является способность пучка плавить и испарять мишень, несмотря на потери его энергии вследствие теплопроводности, фазовых превращений и др. Продолжительность облучения (длительность импульса) при этом не имеет значения.

Под термином "эрозия" понимается явление разрушения поверхности твердого тела под действием заряженных частиц в результате удаления вещества в виде отдельных атомов, молекул или их соединений как в жидком состоянии, так и в твердом. В её основе лежат следующие процессы:

- радиационно-стимулированная и тепловая десорбция атомов и молекул;

- распыление атомов, расположенных на поверхности pi вблизи неё;

- блистеринг (отслоение вещества мишени в результате образования куполообразных вздутий в приповерхностном слое при имплантации в них больших доз ионов слаборастворимых газов);

- испарение атомов из твёрдой фазы (сублимация);

- испарение атомов из жидкой фазы, полученной в результате плавления мишени;

- откол мишени в результате её хрупкого разрушения;

- разбрызгивание вещества из жидкой фазы и др.

Ключевым параметром для характеристики эффективности процесса удаления вещества с поверхности мишени во время облучения является коэффициент эрозии (количество удаленных атомов на одну падающую частицу).

Следует отметить, что не все из перечисленных выше механизмов дают значительный вклад в процесс удаления вещества с поверхности. В этом смысле при воздействии мощных импульсных пучков заряженных частиц на твёрдое тело наиболее эффективны испарение и, в значительно меньшей степени, распыление [7].

Раннее было показано, что в условиях распыления поверхности пучками низкой интенсивности (когда радиационным разогревом и его последствиями можно пренебречь) коэффициенты эрозии составляют 1-10, а в пределе до 102 атом/ион [26]. Разогрев же мишени до температуры, при которой возможно ее интенсивное испарение, позволяет удалять 103-104 атомов на одну падающую частицу и даже больше. Другими словами, испарение в этом случае доминирует над распылением конденсированной фазы.

Этот эффект имеет место при облучении твердого тела мощными пучками ионов и электронов в импульсном режиме. Причём импульсы должны быть короткими. Только в этом случае можно предотвратить облучаемый образец от теплового разрушения. Для достижения наибольшего коэффициента эрозии необходимо, чтобы основная доля энергии пучка, введённая в твёрдое тело, тратилась на испарение, а не уносилась в более глубокие области в результате теплопроводности [7]. Для этого к твёрдому телу с его характерными физическими свойствами надо оптимально подобрать вид пучка заряженных частиц (электроны, ионы), их энергию, длительность облучения, развёртку плотности тока во времени и т.д.

Анализ литературы и опыт многих лабораторий показывают, что уже существуют ускорители, которые способны обеспечить необходимые режимы облучения. Сегодня преимущества технологий обработки поверхности в импульсном режиме в принципе понятны. Однако некоторые стороны эрозии поверхности в импульсном режиме исследованы пока недостаточно. Особенно это относится к тепловым процессам и тепловой составляющей эмиссии атомов с поверхности при её облучении пучками нано- и микросекундного диапазонов, импульсному режиму, диапазону высоких плотностей токов, т.е. к условиям, при которых интенсивность эрозионных процессов наибольшая.

Поэтому предметом исследования данной диссертации является процесс тепловой эрозии твердого тела под действием мощных импульсных пучков заряженных частиц, т.е. эрозии в результате испарения атомов с поверхности.

Актуальность исследования. Эрозионные эффекты могут быть весьма полезны в практическом отношении. Они лежат в основе ряда технологий обработки материалов, в частности: радиационной полировки, технологического травления поверхности, удаления нежелательных адатомов, высокоскоростного осаждения тонких плёнок из паровой фазы, созданной пучком и некоторых других. В последнее время достигнуты значительные успехи в создании весьма совершенных нано- и микросекундных ускорителей заряженных частиц, но технологические возможности пучков исследованы пока недостаточно.

Примером может служить радиационная полировка поверхности. Зачастую механическое сглаживание микрорельефа связано с деформированием и загрязнением поверхности обрабатываемого материала, а также с большой трудоемкостью этого процесса. Мощные импульсные пучки заряженных частиц позволяют быстро и без больших затрат получить поверхность с малой шероховатостью (сотые доли микрона) [27-28]. Несмотря па очевидные практические перспективы, теоретическое обоснование наблюдаемых эффектов пока не сделано.

Предыдущие исследования кинетики тепловых процессов в твердом теле при облучении потоком заряженных частиц показали, что наиболее эффективным способом их изучения является численное моделирование. Доказана состоятельность такого подхода и выявлены некоторые закономерности эрозионных [7] и тепловых [29-31] процессов для случаев ионного и электронного облучения материалов.

Слабое место более ранних публикаций заключается в том, что в них отсутствует последовательное и детальное исследование закономерностей тепловой эрозии при облучении в импульсном режиме. Другим их недостатком является то. что расчеты выполнены в одномерном приближении. Это не позволило учесть микрорельеф поверхности. Для выявления возможностей пучков заряженных частиц и определения их параметров в технологиях полировки необходимо построение двумерной модели тепловой эрозии.

Целью настоящей работы является систематическое исследование процесса тепловой эрозии поверхности материалов (преимущественно металлов) под действием мощных ионных и электронных пучков длительностью 10~8. 10~6 с, а также изучение их технологических возможностей и выявление роли испарения в сглаживании поверхностного рельефа при радиационной полировке. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

1) обобщить и развить модельные представления об эрозии поверхности материалов в результате испарения при облучении мощным импульсным пучком заряженных частиц;

2) разработать методику оптимизации параметров пучков для обеспечения максимальных коэффициентов эрозии;

3) выполнить систематическое исследование тепловой эрозии различных материалов и провести анализ полученных данных;

4) построить модель тепловой эрозии микровыступа на поверхности твёрдого тела под действием мощных импульсных пучков заряженных частиц, оценить их технологические возможности для полировки поверхности материалов по механизму испарения.

Научная новизна. Впервые разработана математическая модель испарения микровыступа на поверхности твёрдого тела. Выполнено первое систематическое исследование эрозии различных материалов при облучении поверхности твёрдого тела при облучении в импульсном режиме. Расчётным путём доказано, что в таких условиях при облучении ионами возможен рост коэффициента эрозии на 3-4 порядка по сравнению с режимом классического распыления при умеренной плотности тока. Показана возможность достижения значительных коэффициентов эрозии при облучении поверхности электронами в импульсном режиме. Предложен механизм радиационного сглаживания микрорельефа поверхности, основанный на испарении, выявлена его роль в технологиях радиационной полировки материалов. Определены параметры пучков, близкие к оптимальным, и режимы облучения, при которых вклад испарения в снижение шероховатости поверхности наиболее значителен.

Практическая значимость. Исследованы технологические возможности мощных импульсных электронных и ионных пучков для эрозионной обработки поверхности твёрдых тел. Они расширяют наши представления о радиационной эрозии, способствуют дальнейшему развитию модельных представлений о ней и позволяют повысить эффективность разработки новых технологий. Предложенная модель тепловой эрозии микровыступа на поверхности металла может быть использована при прогнозировании результатов импульсной обработки материалов ионами и электронами, а также выбора оптимальных параметров пучка при радиационной полировке материалов и изделий.

Достоверность полученных результатов подтверждается физической обоснованностью подходов к математическому моделированию тепловых процессов на поверхности мишени под действием импульсных пучков заряженных частиц, взаимосвязью рассматриваемых физических явлений, непротиворечивостью полученных результатов. Сравнение с литературными данными показало, что результаты моделирования испарения выступов па поверхности металлов хорошо согласуются с изменением параметра шероховатости поверхности, наблюдаемым экспериментально.

Личный вклад автора состоит в разработке алгоритма расчетов, проведении численных экспериментов, обработке данных и установлении основных закономерностей тепловой эрозии поверхности твёрдого тела при импульсном облучении ионами и электронами. Автором получены все представленные в работе результаты по исследованию тепловой эрозии микровыступов на поверхности, определены параметры пучков и режимы облучения для наиболее эффективного испарения мишени, сформулированы выводы по результатам работы.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Доминирующим механизмом эрозии поверхности твёрдого тела под действием мощных субмикросекуидиых ионных пучков (Р ~ 106. 108 Вт/см2, г ~ Ю-8. 1СГ6 с, Eq = 0,1. 1 МэВ) является испарение, или тепловая эрозия. Значения её коэффициентов составляют ~ 103. 105 атомов на ион. Толщина испарившегося слоя по порядку величины близка к длине проективного пробега ионов в данной среде.

2. Максимально возможные коэффициенты тепловой эрозии под действием мощного субмикросекундного электронного пучка (Р ~ 10'. 109 Вт/см2, т ~ Ю-7. Ю-6 с, Eq = 10. 700 кэВ) составляют ~ 104. 105 атом/электрон.

3. Разработанная двумерная модель тепловой эрозии микровыступа на поверхности твёрдого тела, в основе которой лежит уравнение теплопроводности, записанное с учётом потерь тепла на фазовые переходы, описывает эволюцию рельефа мишени вследствие испарения.

4. Сглаживание облучаемой поверхности по механизму тепловой эрозии имеет место при преимущественном испарении вершин выступов по сравнению со впадинами рельефа. При этом толщина слоя, охваченного фазовыми превращениями, должна быть меньше высоты неровностей.

Апробация работы. Основные результаты были доложены и обсуждены на следующих конференциях:

- 13th International Conference on Radiation Physics and Chemistry of Inorganic Materials, 10 - 15 сентября 2006 г., г. Томск;

- Седьмом Международном Уральском Семинаре "Радиационная физика металлов и сплавов", 25 февраля - 3 марта 2007 г., г. Снежинск;

- 11-ой Московской Международной Школе Физики ИТЭФ "Фундаментальные основы ядерных энерготехнологий нового поколения", 16 - 23 февраля 2008 г., г. Москва;

- XXIII Международной конференции "Уравнения состояния вещества", 1-6 марта 2008 г., Кабардино-Балкарская республика, п. Эльбрус;

9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows, 21 - 26 сентября 2008 г., г. Томск;

- 19-ой Международной конференции "Взаимодействие ионов с поверхностью", 21 - 25 августа 2009 г., г. Звенигород Московской обл.;

- научных семинарах лаборатории 23 НИИ ядерной физики ТПУ.

Автор благодарен своему научному руководителю профессору Кривобокову Валерию Павловичу за предоставленную тему работы и создание всех необходимых условий для её выполнения, научному консультанту к.ф.-м.н. Блейхер Галине Алексеевне за помощь, особенно полезную на первых этапах работы, а также всему коллективу лаборатории 23 НИИ ядерной физики ТПУ за обсуждение, ценную критику и поддержку.

Структура, объем и содержание работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы. Общий объём работы составляет 115 страниц, в том числе 63 рисунка, 4 таблицы и список литературы из 115 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Степанова, Ольга Михайловна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты, полученные в работе, позволяют сделать следующие выводы.

1. При эрозии поверхности твёрдого тела под действием мощных импульсных ионных пучков доминирующим процессом является не распыление, а испарение атомов. На этой идее построена модель тепловой эрозии мишени в условиях импульсного облучения ионами или электронами.

2. Мощные субмикросекундные ионные пучки (Р ~ 106. 108 Вт/см2, J ~ 10.103 А/см2, г ~ 1(Г8.1(Г6 с, Е0 = 0,1. .1 МэВ) способны вызвать испарение атомов с облучаемой поверхности на уровне 103.105 атом/ион. Толщина испарившегося слоя, независимо от материала мишени, сравнима с величиной пробега частицы. Граничное значение плотности тока, при котором начинается заметное испарение, определяется коэффициентом теплопроводности материала: вещества с меньшей теплопроводностью и близкой плотностью атомов испаряются при меньших плотностях тока. Обеспечение максимально возможных коэффициентов эрозии требует оптимальной комбинации энергии заряженной частицы, плотности тока пучка и длительности импульса.

3. Максимально возможные коэффициенты эрозии под действием мощных суб-микросекупдных электронных пучков (Р ~ 10'. 10° Вт/см2, J ~ 102. 104 А/см2, г - Ю-7. Ю-6 с, Eq = 10. 700 кэВ) составляют 104. 105 атом/электрон.

4. Одной из составляющих процесса радиационной полировки поверхности является механизм, основанный на тепловой эрозии, интенсивность которой вследствие разной скорости теплоотвода на выступах и впадинах рельефа различна. Для учёта морфологии мишени разработана двумерная модель тепловой эрозии микровыступа в условиях импульсного облучения мощными ионными или электронными пучками.

5. Роль испарения в сглаживании рельефа является существенной, когда толщина слоя, охваченного фазовыми превращениями, меньше высоты неровностей на поверхности. При этом количество испарившегося вещества с вершин выступов должно быть больше, чем со дна впадин. Оптимизация условий облучения относительно исходной шероховатости обрабатываемой поверхности для наиболее эффективного её сглаживания сводится к выбору начальной энергии частиц, длительности импульса, плотности тока и количества импульсов.

6. Представленная модель тепловой эрозии адекватно описывает кинетику испарения поверхности твердого тела. Между численными и экспериментальными данными наблюдается удовлетворительное согласие. Поэтому она может быть использована для прогнозирования результатов облучения, а в частности, для выбора оптимальных параметров пучка для наиболее эффективного сглаживания поверхности по механизму испарения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Степанова, Ольга Михайловна, 2009 год

1. Томпсон М. Дефекты и радиационные повреждения в металлах. М.: Мир, 1971." 367 с.

2. Каминский М. Атомные и ионные столкновения на поверхности металла. — М.: Мир, 1967. 506 с.

3. Конобеевский С. Т. Действие облучения на материалы. Введение в радиационное материаловедение. М.: Атомиздат, 1967. - 401 с.

4. Плешивцев Н.В. Катодное распыление М.: Атомиздат, 1968. - 347 с.

5. Келли Б. Радиационное повреждение твердых тел. М.: Атомиздат, 1970.— 240 с.

6. Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Издательство «Наука», 1970. - 272 с.

7. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П., Пащенко О.В. Тепломассоперенос в твердом теле под действием мощных пучков заряженных частиц. Новосибирск: Наука, 1999. - 176 с.

8. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Зуев И.В., Кокора А.Н. Лазерная и электроннолучевая обработка материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1985. -496 с.

9. Калистратова Н.П., Полещенко К.Н., Геринг Г.И., Вершинин Г.А., Повороз-нюк С.Н. Модификация твердых сплавов мощными ионными пучками и по-слерадиационной термической обработкой // Физика и химия обработки материалов. 1999. - Ш. - С. 10 - 14.

10. Барденштейн A.JL, Быков В.И., Вайсбурд Д.И. Генерирование изгибных волн в твёрдом теле плотным электронным пучком наносекундной длительности // Письма в ЖЭТФ. 1995. - Т. 61, вып. 2. - С. 96 - 100.

11. Чистяков С.А., Халиков С.В., Яловец А.П. Исследование формирования упру-гопластических волн в металлической мишени при воздействии потоков заряженных частиц // Журнал технической физики. 1993. - Т. 63, вып. 1, № 1. - С. 31 - 40.

12. White R. М. Generation of Elastic Waves by Transient Surface Heating // Journal of Applied Physics. 1963. - Vol. 34, N 12. - P. 3559 - 3567.

13. Воловик В. Д., Лазурик-Эльцуфин В.Т. Акустический эффект пучков заряженных частиц в металлах // Физика твердого тела. 1973. - Т. 15, вып. 8, № 8. - С. 2305 - 2307.

14. Ахиезер И.А. Лазурик-Эльцуфин В.Т. Динамический эффект при прохождении заряженных частиц в твердых телах // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1972. - Т. 63, вып. 5, № 11. - С. 1776 - 1779.

15. Вегоп В. L., Hofstadter. Generation of Mechanical Vibrations by Penetrating Particles // Physical Review Letters. 1969. - Vol. 23, N 4. - P. 42 - 44.

16. Голота В. И., Карась В.И. О механизмах возбуждения упругих колебаний в веществе пучками заряженных частиц // Украинский физический журнал. 1985. - Т. 30, № 7. - С. 1093 - 1097.

17. Le X.Y., Yan S., Zhao W. J., Han В. X., Xiang W. Discussion on Defects Distribution near the Steel Surface Irradiated by Intense Pulsed Ion Beam // Acta Metallurgica Sinica (English Letters). 2002. - Vol. 15, No. 1. - P. 113 - 118.

18. Заболотный В.Т., Лазоренко В.М. Динамическое перемешивание и образование пор при облучении // Физика и химия обработки материалов. 1996. -№ 5. - С. 5 - 8.

19. Рухадзе А.А. Сильноточные электронные пучки // Вестник РАН. 1972. -№ 1. - С. 19 - 23.

20. Вайсбурд Д.И., Месяц Г.А. Сильноточные импульсные электронные ускорители. Физика мощных радиационных воздействий. Вестник РАН. - 1983. -№ 1. - С. 62 - 70.

21. Плешивцев Н.В. Пучки электронов в промышленности. М.: Знание, 1969. -48 с.

22. Диденко А.Н., Григорьев В.П., Усов Ю.П. Мощные электронные пучки и их применение. М.: Атомиздат, 1977. - 280 с.

23. Бериш Р. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. 1. Физическое распыление одноэлементных твердых тел. М.: Мир, 1984. - 336 с.

24. Uno Y., Okada A., Uemura К., Raharjo P., Sano S., Yu Z., Mishima S. A New Polishing Method of Metal Mold with Large-Area Electron Beam Irradiation // Journal of Material Processing Technology. 2007. - Vol. 187 - 188. - P. 77 - 80.

25. Akainatsu Hiroshi, Yatsuzuka Mitsuyasu. Simulation of surface temperature of metals irradiated by intense pulsed electron, ion and laser beams // Surface and Coatings Technology. 2003. - Vol. 169 - 170. - P. 219 - 222.

26. Польский В.И., Калин Б.А., Карцев П.И. и др. Повреждение поверхности конструкционных материалов при воздействии плазменных сгустков // Атомная энергия. 1984 - Т. 56, вып. 2. - С. 83 - 88.

27. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы. М.: Металлургия, 1990. -216 с.

28. Гусева М.И., Мартыненко Ю.В. Радиационный блистеринг // Успехи физических наук. 1981. - Т. 135, вып. 4. - С. 671 - 691.

29. Каннель Г.И., Фортов В.Е., Разоренов С.В. Ударные волны в физике конденсированного состояния // Успехи физических наук. 2007. - Т. 177, № 8. -С. 809 - 830.

30. Жураховский С.В. Оптимизация лицевого лазерного откола // Проблемы прочности. 2003. - № 1. - С. 111 - 116.

31. Вайсбурд Д.И., Семин Б.Н., Таванов Э.Г. и др. Высокоэнергетическая электроника твердого тела. Новосибирск: Наука, 1982. - 227 с.

32. Никифоровский B.C., Шемякин Е.И. Динамическое разрушение твердых тел.- Новосибирск: Наука, 1979. 272 с.

33. Oswald R. В. Facture of silicon and germanium induced by pulsed electron irradiation // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1996. - Vol. NS-13, No 6. - P. 63 - 69.

34. Вайсбурд Д.И., Балычев И.Н. Разрашение твердых тел в результате сверхплотного возбуждения их электронной подсистемы. Письма ЖТФ. - 1972.- Т. 15, вып. 9. С. 537 - 540.

35. Белан Н.В., Костюк Г.И., Мышелов Е.П. Физические основы стойкости электродов плазменных ускорителей и технологических плазменных устройств. -X.: Харьк. авиац. ин-т, 1986. 206 с.

36. Bleiclier G.A., Krivobokov V.P. Model of Metal Erosion under Irradiation by High-Power Pulsed Ion Beams // Journal of Engineering Thermophysics. 2008.- Vol. 17, No 1. P. 24 - 29.

37. Грибков В.А., Григорьев Ф.И., Калин Б.А., Якушин В.Л. Перспективные радиационно-пучковые технологии обработки материалов. М.: Круглый год, 2001. - 528 с.

38. Фальконе Д. Теория распыления // Успехи физических наук. 1992. - Т. 162, № 1. - С. 71 - 117.

39. Машкова Е. С. Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел : Сб. ст. : Пер. с англ. М. : Мир, 1989. - 346 с.

40. Батанов В.А., Бункин Ф.В., Прохоров A.M. и др. Испарение металлических мишеней мощным оптичеким излучением // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1972. - Т. 63, вып. 2. - С. 586 - 608.

41. Рэди Дж. Действие мощного лазерного излучения. М.: Мир, 1974. - 468 с.

42. Linlor W. Ion Energies Produced by Laser Giant Pulse // Applied Physics Letters.- 1963. Vol. 3, No 11. - P. 210 - 211.

43. Isenor N. R. Metal Ion Emission Velocity Dependence on Laser Giant Pulse Height // Applied Physics Letters. 1964. - Vol. 4, No 8. - P. 152 - 153.

44. Steverding В., Werkheiser H. The Plume of Electron and Laser Pulses // Journal of Applied Physics. 1971. - Vol. 4. - P. 545 - 551.

45. Rej D. J. Davis H.A., Nastasi M. Et al. Surface Modification of AISI-4620 Steel with Intense Pulsed Ion Beams // Proc. 10th Conf. on Ion Beam Modification of Materials. Albuquerque, 1-6 Sept. 1996. - P. 1 - 8.

46. Ремнев Г. E., Закутаев A.H., Иванов Ю.Ф., Матвиенко М.В., Потемкин А.В. Осаждение тонких металлических пленок при возжействии мощных ионных пучков на металлы // Письма в ЖТФ. 1996. - Т. 22, вып. 8. - С. 68 - 72.

47. Архипов Н.И., Житлухин A.M., Сафронов В.М., Сиднев В.В., Скворцов Ю.В. Динамика взаимодействия сверхзвукового плазменного потока с твердотельной мишенью // Физика плазмы. 1987. - Т. 13, № 5. - С. 632 - 634.

48. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П., Степанова О.М. Параметры импульсных ионных пучков для обеспечения максимальных коэффициентов эрозии поверхности металлов // Изв. ВУЗов. Физика. 2007. - № 5. - С. 31 - 36.

49. Гусева М.И. Распыление нержавеющей стали и тантала ионами дейтерия и криптона с энергией 5-30 кэВ // Радиотехника и электроника. 1962. - №7. - С. 1680 - 1684.

50. Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии: Пер. с англ. -М.: Мир, 1985. 496 с.

51. Andersen Н.Н., Bay H.L. Heavy-ion Sputtering Yields of Gold: Further evidence of nonlinear effects // Journal of Applied Physics. Vol. 46, No 6. - P. 2416 -2422.

52. Nelson R.S. An Investigation of Thermal Spikes by Studying the High Energy Sputtering of Metals at Elevated Temperature // Philos. Mag. 1965. - Vol. 11, No 110. - P. 291 - 302.

53. Ваулин Е.П., Георгиева H.E., Мартыненко Т.П. Зависимость коэффициента распыления меди от температуры // Физика твердого тела. 1977. - Т. 19, вып. 5. - С. 1423 - 1425.

54. Мартыненко Ю.В. Взаимодействие плазмы с поверхностью // Итоги науки и техники. 1982. - С. 119 - 175.

55. Thompson D.A. Application of an Extended Linear Cascade Model to the Sputtering of Ag, Au and Pt by Heavy Atomic and Molecular Ions // Journal of Applied Physics. 1981. - Vol. 52, No 2. - P. 982 - 989.

56. Лебедев С. Я., Ставинский Ю. Я., Шутько Ю. В. Катодное распыление при бомбардировке ускоренными ионами цезия // Журнал технической физики. 1964. - Т. 24, вып. 6. - С. 1101 - 1104.

57. Кривобоков В.П., Пащенко О.В., Сапульская Г.А. Компьютерное моделирование эрозии и термомеханических процессов в твердом теле, облучаемом мощными наносекундными пукчами заряженных частиц // Изв. вузов. Физика. 1993. - № 12. - С. 37 - 41.

58. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П., Пащенко О.В. Диссипация энергии мощных импульсных пучков заряженных частиц в твердом теле. Тепловые процессы // Изв. вузов. Физика. 1997. - № 2. - С. 67 - 89.

59. Зубов В.И. Кривцов В.М., Наумова И.Н., Шмыглевский Ю.Д. О численном сравнении различных моделей испарения металла // Журн. вычисл. математики и матем. физики. 1986. - Т. 26, № 11. - С. 1740 - 1743.

60. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука, 1968. - 686 с.

61. Харлоу Ф.Х. Численный метод частиц в ячейках для задач гидродинамики // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. - С. 316 - 342.

62. Белоцерковский O.M., Давыдов Ю.М. Метод «крупных частиц» для задач газовой динамики // Численные методы механики сплошной среды. 1970. -Т.1, № 3. - С. 3 - 23.

63. Бериш Р. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. 2. Распыление сплавов и соединений, распыление под действием электронов и нейтронов, рельеф поверхности. М.: Мир, 1986. - 488 с.

64. Беграмбеков JI.B. Модификация поверхности твердых тел при ионном и плазменном воздействии. Учебное пособие. М.: МИФИ, 2001. 35 с.

65. Стогний А.И., Новицкий Н.Н., Стукалов О.М. Ион но- лучевое полирование наноразмерного рельефа поверхности оптических материалов // Письма ЖТФ.- 2002. Т. 28, Ш. - С. 39 - 48.

66. Калин Б.А. Радиационно-пучковые технологии обработки конструкционных материалов // Физика и химия обработки материалов, 2001, №4. С. 5 - 16.

67. Renk T.J., Provencio, P.P., Prasad S. V., Shlapakovski A.S., Petrov A.V., Yatsui K., Jiang W., Suematsu H. Materials Modification Using Intense Ion Beam // Proceedings of the IEEE. 2004. - Vol. 92, No. 7. - P. 1057 - 1081.

68. Shulov V.A., Novikov A.S., Paikin A.G., Belov A.B., Lvov A. F., Remnev G.E. Crater Formation on the Surface of Refractory Alloys during High-Power Ion Beam Processing // Surface and Coatings Technology. 2007. - Vol. 201. -P. 8654 - 8658.

69. Zhu X. P., Lei M.K. Dong Z.H., Miao S.M., Ma T.C. Crater Formation on the Surface of Titanium Irradiated by a High-Intensity Pulsed Ion Beam // Surface and Coating Technology. 2003. - Vol. 173. - P. 105 - 110.

70. Wang X., Wang L.F., Zhu M.L., Zhang J.S., Lei M.K. Influence of High-Intensity Pulsed Ion Beam Irradiation on Oxidation Behavior of 316L Stainless Steel at 7000C // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2006. - Vol. 16.- P. s676 s680.

71. Zhu X.P., Lei M.K., Ma T.C. Surface Morphology of Titanium Irradiated by High-Intensity Pulsed Ion Beam // Nuclear Instruments and Methods in Physics

72. Research В. 2003. - Vol. 211. - R 69 - 79.

73. Yan S., Le X.Y., Zhao W.J., Xue J.M., Wang Y.G. A Possible Thermodynamic Mechanism of Craters Formation on Metal Surfaces Caused by Intense Pulsed Ion Beams // Surface and Coating Technology. 2005. - Vol. 193. - P. 69 - 74.

74. Krivobokov V.P., Paschenko O.V. Features of diffusion processes in metals under the effect of nanosecond highcurrent ion beams // Proc. Second Intern. Conf. on Electron Beam Technologies, May 31 June 4, 1988. Bulgaria - Varna, 1988. -P. 796 - 801.

75. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. M.: Энергия, 1978. - 479 с.

76. Бойко В.И., Скворцов В.А., Фортов В.Е., Шамании И.В. Взаимодействие импульсных пучков заряженных частиц с веществом. М.: Физматлит. -2003. - 288 с.

77. Кольчужкип A.M., Учайкин В.В. Введение в теорию прохождения частиц через вещество. М.: Атомиздат. - 1978. - 256 с.

78. Калашников Н.П., Ремизович B.C., Рязанов М.И. Столкновение быстрых заряженных частиц в твердых телах. М.: Атомиздат. - 1980. - 272 с.

79. Воробьёв А.А., Кононов Б.А. Прохождение электронов через вещество. -Томск: Издательство Томского университета. 1966. - 179 с.

80. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука. - 1973. - 311 с.

81. Аброян И. А., Андронов А. Н., Титов А. И. Физические основы электронной и ионной технологии: Учеб. пособие для спец. Электронной техники вузов. -М.: Высш. шк., 1984. 320 с.

82. Linhard J. Scharff М. Schiott Н.Е. Range concepts and heavy ion range // Mat. Medd. Dan. Vid. Selsk. 1963. - Vol. 33, № 14. - P. 1 - 42.

83. Manning I., Mueller G.P. Depth Distribution of Energy Deposition by Ion Bornbardnie // Comput. Sys. Comm. 1974. - Vol. 7. - P. 86

84. Linhard J., Scharff M. Energy Dissipation by Ion in the keV Region // Physical Review. 1961. - Vol. 124, No 1. - P. 128 - 130.

85. Готт Ю.В. Взаимодействие частиц с веществом в плазменных исследованиях.- М.: Атомиздат. 1978. - 271 с.

86. Диденко А.Н., Чистяков С.А., Яловец А.П. Взаимодействие сильноточного релятивистского электронного пучка с веществом // Атомная энергия. 1979.- Т. 47, № 5. С. 328 - 332.

87. Аккерман А.Ф., Бушман А.В., Демидов Б.А. и др. Влияние размера зоны поглощения энергии на характер ударных волн, возбуждаемых сильноточным релятивистским электронным пучком в металлических мишенях // ЖЭТФ.- 1986. Т. 91, вып. 5(11). - С. 1762 - 1765.

88. Оке Е.М. Источники электронов с плазменным катодом: физика, техника, применения. Томск: Изд-во HTJI. - 2005. - 216 с.

89. Батыгин Ю.В., Воловик В.Д., Иванов С.И., Карасев С.П., Махненко JI.A. Об определении профиля пучка в ускорителе с помощью метода акустической дозиметрии // Приборы и техника эксперимента. 1980. - №4. - С. 24 - 26.

90. Гончаров Д.В., Ежов В.В., Пушкарев А.И., Ремнев Г.Е. Исследование распределения плотности энергии сильноточного импульсного электронного пучка

91. Известия Томского политехнического университета. 2005. - Т. 308, №6.- С. 76 80.

92. Озур Г.Е., Проскуровский Д.И., Карлик К.В. Источник широкоапертурных низкоэнергетических сильноточных электронных пучков с плазменным анодом на основе отражательного разряда // Приборы и техника эксперимента.- 2005. № 6. - С. 58 - 65.

93. Буренков А.Ф., Комаров Ф.Ф., Кумахов М.А., Темкин М.М. Таблицы параметров пространственного распределения ионно-имплантированных примесей. Минск: Издательство БГУ им. В.И. Ленина. - 1980. - 352 с.

94. Блейхер Г.А., Кривобоков В.П., Степанова О.М. Параметры импульсных ионных пучков для обеспечения максимальных коэффициентов эрозии поверхности металлов // Изв. ВУЗов. Физика. 2007. - № 5. - С. 31 - 36.

95. Григорьев И.С., Мейлихов Е.З. Физические величины: Справочник. М.: Энергоатомиздат. - 1991. - 1232 с.

96. Озур Г.Е. Источники низкоэнергетических сильноточных электронных пучков на основе пушек с плазменным анодом и взрывоэмиссионным катодом: Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Томск, 2008. - 40 с.

97. Стельмаха М.Ф. Лазеры в технологии. М.: Энергия. - 1975. - 216 с.

98. Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Курс лекций: учеб. руководство. М.: Наука. - 1989. - 280 с.

99. Tabata Т., Ito R., Okabe S. An empirical for the backscattering coefficient of electrons // Nuclear instruments and methods 1971. - P. 509 - 513.

100. Беспалов В. И. Основы взаимодействия излучений с веществом: учебное пособие. Томск: Изд. ТПУ. - 2003. - 269с.

101. Сатель Э.А. Справочник машиностроителя. М.: Издательство «Машиностроение». - 1964. - Т. 5, книга II. - 920 с.

102. Быстрицкий В.М., Бойко В.И., Волков В.Н., Красик Я.Е., Шаманин И.Б. Генерация и фокусировка мощного ионного пучка в магнитоизолированном диоде // Физика плазмы. 1989. - Т. 15, вып. 11. - С. 1337 - 1345.

103. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах — 8-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение. - 1999. - Т. 1. - 912 с.

104. Ремнёв Г.Е., Исаков И.Ф., Опекунов М.С., Матвиенко В.М. Ускорители заряженных частиц и другие излучательные установки и их применение // Извести высших учебных заведений. Физика. 1998. - № 4. - С. 92-111.