Формирование вискероподобной морфологии на поверхности углеродного волокна при магнетронном распылении

Экспериментально изучено воздействие облучения ионами водорода, гелия, азота и неона со средней энергией 0.8 кэВ на морфологию поверхности при магнетронном распылении высокомодульного углеродного волокна из полиакрилонитрила. Во всех случаях на поверхности формировался вискероподобный рельеф. Наибольшая высота вискеров получалась при облучении ионами азота и неона, наименьшая высота и пониженная плотность вискеров была при облучении ионами водорода. Сравнение с облучением углеродного волокна из полиакрилонитрила ионами инертных газов и азота с энергией 10–30 кэВ показывает, что вискероподобная морфология дополняет разнообразие ионно-индуцированных морфологий поверхности волокна. Полученные результаты обсуждены в рамках существующих моделей образования ионно-индуцированных морфологических элементов на поверхности графитоподобных материалов. Предполагается наличие порога по числу радиационных смещений, создаваемых в поверхностном слое, приводящего к наблюдаемому качественному различию ионно-индуцированной морфологии при низких и высоких энергиях ионов. Проведенные оценки профилей смещений для случая облучения ионами водорода показывают кратно меньшее число смещений, чем для других ионов, что коррелирует с наблюдаемыми в проведенном эксперименте различиями вискеризации выбранными ионами и факторами развития вискеров.