Surface modification and sputtering of FeCrAl alloys exposed to low-energy hydrogen plasmas

В работе исследованы процессы распыления и модификации поверхности коммерческих и экспериментальных сплавов FeCrAl, легированных иттрием, молибденом и цирконием. С помощью сканирующей электронной микроскопии показано, что под воздействием низкоэнергетической (500 эВ) водородной плазмы с потоком около 3,2 ⋅ 1020 м–2 ⋅ с–1 и флюенсом 4 ⋅ 1024 м–2 при комнатной температуре морфология поверхности развивается вследствие образования канавок вдоль границ зерен, макро- и микротрещин, а также ямок, обусловленных распылением преципитатов. Определение состава последних энергодисперсионным рентгеновским спектрометром позволило установить, что оксид алюминия преимущественно распределен в зернах сплавов на основе FeCrAl, а оксиды иттрия локализованы по границам зерен. Результаты эрозионных исследований показали, что коэффициенты распыления для водорода у всех сплавов составляют 1,05– 0,38 ат./ион и не превышают таковых для чистого железа и хрома в опубликованных данных. Для экспериментальных сплавов, легированных иттрием и молибденом, получено, что коэффициенты распыления в несколько раз меньше, чем у стали SS304, и только в полтора раза выше по сравнению с вольфрамом.