Применение метода рентгеноэлектронной спектроскопии для изучения модифицированных наноструктурами композиционных материалов

• Автор: Рябова, Валентина Игоревна
• Шифр специальности: 01.04.01, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. РАЗВИТИЕ МЕТОДА РЕНТГЕНОЭЛЕКТРОННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ИССЛЕДВОАНИЯ

НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ

1.1. Метод рентгеноэлектронной спектроскопии

1.2. Отечественные магнитные электронные спектрометры с двойной фокусировкой

1.2.1. Автоматизированный рентгеноэлектронный магнитный спектрометр для исследования твердых тел
1.2.2. Рентгеноэлектронный магнитный спектрометр для сравнительных исследований твердого и жидкого состояний

1.2.3. 100-см электронный магнитный спектрометр

1.3. Развитие методики проведения эксперимента

1.3.1 Основы проведения исследований
1.3.2. Устранение эффектов зарядки поверхности образцов
1.3.3 Выбор оптимального режима съемки спектров
1.3.4. Идентификация С1 s-спектров исследуемых образцов
1.3.5. Исследование С1 s-спектра графита
1.3.6. Исследование Cl s спектра аморфного углерода
1.3.7. Изучение углеродных наносистем с известной структурой
1.3.7.1. Рентгеноэлектронное исследование углеродных однослойных нанотрубок
1.3.7.2. Рентгеноэлектронное исследование углеродных многослойных нанотрубок
1.3.7.3. Рентгеноэлектронное исследование фуллеренов

1.3.8. Калибровка рентгеноэлектронных спектров
1.4. Связь параметров мультиплетного расщепления МеЗв спектров с изменением в структуре и химической связи модифицированных материалов
1.4.1. Определение основных параметров
рентгеноэлектронных спектров эталонных Зй-переходных металлов (МпДе, Со, N1), связанных с атомным магнитным моментом
1.4.2. Определение корреляции параметров мультиплетного расщепления Зэ- спектров й- металлов со спиновым магнитным моментом атомов металла в бинарных системах
1.4.3. Применение рентгеноэлектронной спектроскопии для изучения магнитного момента Зй металлов в металл/углеродных наноструктурах
1.5. Механизм роста наноформ
1.6. Механизм наномодифицирования материалов
1.7. Рентгеноэлектронное изучение функционализации никель/углеродных наноструктур атомами ер-групп
Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОМОДИФИЦИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Образование наноструктур в чугунах
2.2. Изучение наномодифицирования стали
2.3. Исследование ноноструктур, полученных из смеси металлургической пыли и полимерного сырья
2.4. Исследование влияния сверхмалых добавок металл/углеродных наноструктур на степень модифицирования поликарбоната
2.5. Модифицирование полимерных покрытий
функционализированными медь/углеродными наноструктурами
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ

Анализ состояния модифицирования композиционных материалов наноструктурами
Исследовательские работы открыли важную роль нанотехнологий в различных областях науки и техники (информационных технологиях, медицине, физике, химии, материаловедении, биологии, экологии и т.д.). Произошла своеобразная революция, поскольку нанотехнологический подход означает целенаправленное регулирование свойств объектов на молекулярном и надмолекулярном уровне, что не было реализуемо еще несколько лет назад, т.к. не был развит подход получения наноструктур “снизу вверх”, то есть от молекул к надмолекулярным структурам, в отличие от практиковавшегося до последнего времени подхода создания наноматериалов “сверху вниз”, когда мелкие объекты создаются из крупных путем измельчения.
По составу выделяют углеродные, силицидные, металлические, металлоксидные, борнитридные и металл/углеродные наноструктуры и это далеко неполное перечисление классов. По форме наибольшее количество углеродных наноструктур, хотя такие своеобразные по форме наноструктуры, как нанороторы, наногвозди, наностены и нанопроволоки известны для цинкоксидных наноструктур. Естественно формы и размеры наноструктур обусловлены их составом и условиями образования. В свою очередь, совокупность указанных характеристик наноструктур определяют своеобразие свойств наноструктур и возможные области их применения.
Основной особенностью всех получаемых наноструктур является значительное превышение количества поверхностных атомов над количеством атомов, остающихся в объеме. Это превышение растет по мере уменьшения размера наноструктуры. Поэтому основной характеристикой наночастицы считают ее размер.

На 1 ОО-см спектрометре могут быть достигнуты рекордные значения по чувствительности и разрешению и получены принципиально новые результаты, В частности, большой вакуумный объем камеры спектрометра и мощная откачная система, оснащенная турбомолекулярным и криогенным насосами, что в сочетании с высокой чувствительностью прибора, позволяет исследовать биологические объекты на молекулярном и атомном уровнях в условиях максимально приближенных к их естественному состоянию.
Параметры уникального 100 см. спектрометра: разрешение по энергии 10"4, светосила 0.7%, прибор с уверенностью чувствует примеси в материале до 10"16 г/см2, чувствительность определяется большим радиусом орбиты электронов; применением импульсной трубки для повышения интенсивности характеристического излучения и интенсивности электронного спектра; использование многоканальной многоанодной системы регистрации, что позволит получать спектры за доли секунд; разрешение по времени 10'5 сек; время получения спектра до 10° сек.
Вакуумная система 100-см электронного магнитного спектрометра, содержащая исследовательскую камеру, трубопроводы, стыковочную и коммутационную арматуру и безмасленые, электроразрядные и криогенные средства откачки, в настоящее время является одной из самых крупных, применяемых в приборах аналогичного назначения.
Архитектура системы близка к традиционно применяемой для электронных спектрометров, выпускаемых ведущими
приборостроительными фирмами. Однако имеются и некоторые особенности, обусловленные большими размерами системы. Так, исследовательская камера прибора, как показано на рисунке 9 состоит из З-ч частей: контейнера для размещения источника ионизирующего излучения (4), вакуумной вставки (1) и контейнера, в котором находится блок детектора (2).