ИСТИНА

Известно, что нитридные и оксидные слои железа могут обладать высокой коррозионной стойкостью [1, 2]. Однако для достижения антикоррозионного эффекта, нитридная фаза должна быть сплошной и бездефектной. Высокотемпературные химические методы азотирования не всегда позволяют добиться однородной пленки. Эту проблему можно решить методом ионной имплантации азота. При этом остается открытым вопрос о изменении состава и структуры поверхности в результате малодозового воздействия ионами азота средних энергий. Также интересно сравнить изменения, вносимые ионами разной химической активности и оценить эффективность использования ионов азота и кислорода при формировании коррозионностойких пленок железа. В настоящей работе проведена серия экспериментов по ионному облучению поверхности железа ионами кислорода и азота в импульсно-периодическом режиме. Воздействие проводилось с энергией первичных ионов 30 кэВ и с дозой облучения 1017 ион/см2. Проведены электрохимические исследования полученных объектов, методом снятия анодных потенциодинамических кривых в различных средах. Методом рентгено-фотоэлектронной спектроскопии (XPS) проведено исследование изменений в химическом составе и типе химической связи поверхности ионно-модифицированных образцов железа. Исследование локальной атомной структуры проведено XAFS-подобным методом - с помощью анализа спектров тонкой структуры энергетических потерь электронов EELFS (Electron Energy Loss Fine Structure). Получены экспериментальные EELFS спектры при возбуждении М2,3 края железа, К края кислорода и азота с ионно-модифицированной поверхности железа. Определены параметры локальной атомной структуры (парциальные межатомные расстояния, координационные числа, параметры тепловой дисперсии атомов) исследуемых объектов. Результаты исследований показали снижение плотности анодных токов как в области условно активного растворения, так и в пассивной области потенциалов для всех типов ионов. Данные XPS и EELFS позволяют предположить, что пассивное состояние поверхности железа связано не только с традиционно предполагаемыми процессами адсорбции и хемосорбции кислорода, но и с формированием нестехиометрических оксидов железа, образованием в поверхностном слое нитридов, оксинитридов железа. Работа выполнена по плану НИР № гос. регистрации АААА-А17-117022250040-0. Работа была выполнена с использованием оборудования ЦКП «Поверхность и новые материалы» УдмФИЦ УрО РАН. Литература 1. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы. – М.: Металлургия, 1993. – 416 с. 2. Смирнов А.А., Силкин С.А., Белкин П.Н. и др. Повышение коррозионной стойкости и износостойкости стали 45 с помощью анодного электролитно-плазменного азотирования. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 1. С. 81-86.