3.3 Исследование топографии поверхности образцов
Для всех обработанных образцов были сделаны снимки топографии поверхности с увеличениями 45х, 1000х, 5000х и 20000х. Для контрольного образца были сделаны снимки поверхности с увеличениями 2000х, 5000х и 10000х.
Рисунок 3.3.1 — Снимки топографии поверхности контрольного образца при увеличениях 2000х, 5000х и 10000х соответственно
Рассмотрим подробно топографию поверхности контрольного образца. Как видно на рисунке 3.3.1, поверхность твердосплавной пластины Т15К6 представляет собой спечённые между собой зёрна фаз (Ti, W)C и WC, вольфрамсодержащая фаза имеет более светлый тон, а титансодержащая имеет тёмно-серый цвет. Зёрна имеют равноосную форму и значительно отличаются друг от друга по размерам.
Сравним топографию поверхности контрольного образца и топографию поверхности обработанных образцов. А также проследим изменения в зависимости от режимов обработки поверхности СЭП.
Как видно на рисунках 3.3.1 - 3.3.5, после обработки поверхность становится гладкой и однородной, без отдельных зёрен на ней, наблюдаемая поверхность — результат полного расплавления и последующей кристаллизации зёрен, содержащихся в приповерхностном слое. Образовавшаяся поверхность покрыта многочисленными трещинами и углублениями.
Теперь проанализируем влияние режима обработки поверхности образца от режимов облучения СЭП.
а) б) в)
г) д) е)
ж)
Рисунок 3.3.2 — Снимки топографии поверхности облучённых образцов (40, 60, 80 Дж/см2 по строкам, 100, 150, 200 мкс по столбцам соответственно) при 45 кратном увеличении
Как видно на рисунке 3.3.2 при увеличении энергии облучения образцов электронами (40, 60 80 Дж/см2 соответственно строки сверху вниз) наблюдается образование и укрупнение капельной фазы, содержащей тяжёлый элемент вольфрам, о чём свидетельствует их более светлый цвет.
При увеличении длительности импульса облучения (100, 150, 200 мкс соответственно столбцы слева направо) значительно увеличивается количество образующихся полостей, а также наблюдается выделение капельной фазы.
а) б) в)
г) д) е)
ж)
Рисунок 3.3.3 — Снимки топографии поверхности облучённых образцов (40, 60, 80 Дж/см2 по строкам, 100, 150, 200 мкс по столбцам соответственно) при 1000 кратном увеличении
Как видно на рисунке 3.3.3 при увеличении энергии облучения образцов электронами (40, 60 80 Дж/см2 соответственно строки сверху вниз) наблюдается укрупнение трещин, полостей, поверхность становится менее однородной.
При увеличении длительности импульса облучения (100, 150, 200 мкс соответственно столбцы слева направо) можно отметить увеличение однородности непокрытой трещинами поверхности.
а) б) в)
г) д) е)
ж)
Рисунок 3.3.4 — Снимки топографии поверхности облучённых образцов (40, 60, 80 Дж/см2 по строкам, 100, 150, 200 мкс по столбцам соответственно) при 5000 кратном увеличении
Как видно на рисунке 3.3.4 при 5000 кратном увеличении появляется возможность рассмотреть границы зёрен, из которых состоит поверхность. Зёрна разделены более светлой межзёренной границей, что говорит о содержании в ней вольфрамсодержащих фаз. Сами зёрна имеют более тёмный тон, что говорит о их преимущественном составе из фазы (Ti, W)C При увеличении энергии облучения образцов электронами (40, 60 80 Дж/см2 соответственно строки сверху вниз) наблюдается уменьшение толщины межзёренной границы. При энергии облучения 80 Дж/см2 размеры зёрен становятся практически идентичны. При увеличении длительности импульса зёрна приобретают вытянутую форму.
а) б) в)
г) д) е)
ж)
Рисунок 3.3.5 — Снимки топографии поверхности облучённых образцов (40, 60, 80 Дж/см2 по строкам, 100, 150, 200 мкс по столбцам соответственно) при 20000 кратном увеличении
Как видно на рисунке 3.3.5 при увеличении энергии облучения образцов электронами (40, 60 80 Дж/см2 соответственно строки сверху вниз) наблюдается дробление крупных зёрен на более мелкие с заполнением межзёренной границы тяжёлым элементом, что видно по его более светлому цвету. Аналогичная картина наблюдается и для увеличения длительности импульса при энергии 40 Дж/см2. Однако при энергии 60 Дж/см2 наблюдается обратный процесс срастания зёрен.