AbstractThe erosion values of hot-pressed in vacuum boron carbide were measured under conditions of irradiation by 1 μs pulses of hydrogen plasma with an energy flux density on the target of about 5.5 J cm−2. At variations of angles of plasma flux incidence from 0 to 85° the net erosion values changed from 6×10−5 to 4×10−4 g cm−2 pulse. For B4C balls the erosion values were identical to those for flat targets at angular incidence or 45°. No dependence of the erosion values on the density (1.99–2.46 g cm−3) and the number of pulses (2–50) was observed. As optical examination of surface morphology or irradiated samples has shown a new kind of erosion mechanism takes place during irradiation, where erosion processes are determined not only by the interaction between the plasma and the bare B4C-surface but also by plasma interaction with the scale (shelling layer) and flakes which have coated the target surface after a few first plasma pulses. Possible physical mechanisms of this erosion behaviour and their implications for the solid target boronization procedure in plasma devices and for other technological applications of boron carbide are also discussed here.
真空ホットプレスされた炭化ホウ素のエロージョン値を、1μsパルスの水素プラズマをターゲット上のエネルギー束密度約5.5J cm⁻²の条件下で照射して測定した。プラズマフラックスの入射角を0°から85°まで変化させたところ、正味のエロージョン値は6×10⁻⁵から4×10⁻⁴g cm⁻²パルス⁻¹の範囲で変化した。球状のB₄Cターゲットの場合、エロージョン値は入射角45°の平面ターゲットの値と同等であった。密度1.99～2.46g cm⁻³およびパルス数2～50の範囲では、エロージョン値の顕著な依存性は観察されなかった。照射後の表面形態の光学検査により、最初の数パルスの後にターゲット表面を覆うスケール（剥離層）およびフレークとのプラズマ相互作用によって決定される、新しいタイプのエロージョン機構が明らかになった。このエロージョン挙動の可能な物理的機構と、プラズマ装置における固体ターゲットホウ素化手順および炭化ホウ素の他の技術的応用への影響についても考察する。