Сотрудники лаборатории материаловедения покрытий и нанотехнологий Института физики прочности и материаловедения СО РАН исследовали тонкоплёночные керамические структуры на основе Al-Si-Re-O (3,5 мкм), нанесённые методом импульсного реактивного магнетронного распыления мишени из сплава Al1-x-ySixRey на пластины кварцевого стекла с целью защиты от эрозионного воздействия потоков высокоскоростных твёрдых микрочастиц в космических условиях.

Методами рентгеноструктурного анализа (РСА) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) установлено, что полученное покрытие находится в аморфном состоянии, микротвёрдость в пределах погрешности не отличается по величине от кварцевой подложки, модуль упругости выше, чем у кварца на 55%.

Стёкла с покрытием остаются прозрачными в видимой области спектра (Т ≥77%), и значительно снижают светопропускание в ультрафиолетовой области (Т ≤24%). Сравнительные испытания двух партий кварцевых пластин с покрытием и без покрытий, размещенных в вакуумной камере, показали, что при одном и том же выстреле двухступенчатой легкогазовой пушки, разгоняющей поток микрочастиц железа до скоростей 5-8 км/с, на поверхности стёкол с покрытием от ударов образуется меньшее на ~20% количество кратеров, чем на пластинах без покрытия.

Полученные данные свидетельствуют о повышении эрозионной стойкости поверхности кварцевых стёкол при нанесении тонкой керамической плёнки на основе Al-Si-Re-O.

Исследование выполнено в рамках проекта государственного задания ИФПМ СО РАН (FWRW-2021-0003).

Результаты исследования опубликованы в «Russian Physics Journal» (Q3).

Источник: ИФПМ СО РАН.