Патока В. І. Дослідження параметрів випаровування тугоплавких металів та їх сплавів у надвисокому вакуумі

Патока В. І. Дослідження параметрів випаровування тугоплавких металів та їх сплавів у надвисокому вакуумі. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук (доктора філософії) зі спеціальності 01.04.07 – фізика твердого тіла. – Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ, 2020. Тугоплавкі перехідні метали та їх сплави є основою ключових елементів приладів сучасної енергетики та високострумової вакуумної техніки, які працюють в екстремальних умовах високих температур і вакууму, зокрема катодів термоемісійних перетворювачів (ТЕПів) теплової енергії на електричну та захисних оболонок термоядерних реакторів. Дослідження процесів сублімації, які визначають термічну стабільність таких матеріалів, дозволяють прогнозувати тривалості експлуатації відповідних виробів та оптимізувати інші їх характеристики. В даній роботі вперше запропоновано спосіб надійного визначення сублімаційних характеристик твердих тіл шляхом цілеспрямованого зменшення кількості слабоконтрольованих умов високотемпературних експериментів, для чого було забезпечено умови надвисокого вакууму та проводилася низка попередніх термічних оброблень зразків. Досліджено вплив на сублімаційні характеристики факторів, які визначаються властивостями зразка (хімічним складом, концентрацією та дифузією домішок, анізотропією кристалічної гратки, моно- та полікристалічністю) та умовами експерименту (його геометрією, тиском і температурую пари). Вперше визначено достовірні значення тиску пари, швидкості та енергії випаровування ряду перехідних металів (W, Mo, Re, Ir, Os, Pt, Fe), у т.ч. тугоплавких, в діапазоні тисків їх насиченої пари 10-3–10-5 торр та показано, що найбільший вплив на ці характеристики мають домішки втілення, особливо вуглець, позбутися якого принципово неможливо за будь-яких попередніх обробок. Встановлено фізичні механізми впливу домішок втілення на сублімаційні властивості тугоплавких перехідних металів та їх сплавів, які враховують як перехід вуглецю між карбідом і твердим розчином, що мають різні швидкості випаровування, так і вплив вуглецю на електронну структуру металу, а через неї й на сублімаційні властивості, зокрема на їх анізотропію. Ключові слова: тугоплавкі перехідні метали, сплави перехідних металів, домішки втілення, дефекти кристалічної будови, електронна структура, швидкість та енергія сублімації, тиск насиченої пари, термоемісійний перетворювач енергії, захисна оболонка термоядерного реактора, високострумові вакуумні прилади, високі температури.