Применение поверхностно-чувствительных методов для исследования морфологии и электронной структуры многокомпонентных материалов

• Автор: Ульянов, Павел Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание

Список сокращений и обозначений

Введение

Глава 1. Обзор литературы

Глава 2. Методы исследования

2.1. Атомно-силовая микроскопия

2.2. Электронная микроскопия и дифракция обратно рассеянных электронов

2.3. Фотоэлектронная спектроскопия

2.4. Фотоэлектронная микроскопия

2.5. Выводы к главе

Глава 3. Методика подготовки поверхности и выделения структурных особенностей сложных многокомпонентных материалов
3.1. Объекты исследования
3.2. Особенности подготовки поверхности образцов для проведения диагностики на нанометровом масштабе
3.3. Выявление структуры: различия химической активности фазовых составляющих
3.4. Подготовка поверхности для исследования электронной энергетической структуры
3.5. Выводы к главе
Глава 4. Химическая активность микрокристаллов а-железа с

различной кристаллографической ориентацией
4.1. Анизотропия химической активности зёрен феррита с различной кристаллографической ориентацией
4.2. Поверхностная плотность атомов для различных кристаллографических граней
4.3. Электронная плотность вблизи уровня Ферми для различных кристаллографических граней
4.4. Зависимость работы выхода для различных кристаллографических граней
4.5. Модель травления микрокристалла а-железа
4.6. Выводы к главе
Глава 5. Исследование диффузионных процессов, приводящих к
изменениям в структуры фазовых составляющих многокомпонентных материалов
5.1. Изменения субструктуры зёрен феррита при термическом воздействии
5.2. Статистическая модель шероховатости поверхности металла
5.3. Изменения структуры межзёренной границы при термическом воздействии
5.4. Распад перлитных колоний при термическом воздействии
5.5. Выводы к главе
Заключение
Литература

Список сокращений и обозначений
ACM - атомно-силовая микроскопия (AFM)
РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS)
СТМ - сканирующая туннельная микроскопия или сканирующий туннельный микроскоп ФЭС - фотоэлектронная спектроскопия (PES)
ГЦК - гранецентрированная кубическая
ОЦК - объемноцентрированная кубическая
СЭМ - сканирующий электронный микроскоп
ДОЭ - дифракция обратно-рассеянных электронов(ЕВЗО)
УЭФ - ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия ФЭМ - фотоэлектронная микроскопия (РЕЕМ)
ПСМ - прямое статистическое моделирование СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия ЧХ - числовые характеристики СИ - синхротронное излучение
PES - Photoelectron spectroscopy (ФЭС)
XPS - X-ray Photoelectron Spectroscopy (РФЭС)
EBSD - Electron Backscatter Diffraction (ДОЭ)
РЕЕМ - Photoemission Electron Microscopy (ФЭМ)
AFM - Atomic force microscopy (ACM)

иметь детальное исследование свойств основного металла и металла сварных соединений оборудования, отработавшего длительные сроки эксплуатации, что позволит более обоснованно и надежно прогнозировать сроки и условия безопасной эксплуатации нефтезаводской аппаратуры. Существует большое количество методов диагностики состояния конструкционных сталей действующего оборудования. Сюда входят методы радиационного контроля, ультразвукового, акустико-эмиссионного, вихретокового, магнитного контроля, методы измерения шероховатости поверхности, измерения трещин, твердометрия и др. [83, 84]. Важное место среди диагностических методов занимает металлография, позволяющая получить обширную информацию о структуре металлов и сплавов посредством микроскопических исследований поверхности специально подготовленных шлифов. Полученные данные позволяют судить о прочностных свойствах исследуемой стали [85]. Среди металлографических методов наиболее развитой и широко используемой является группа методов оптической металлографии, основанной на использовании оптического микроскопа. Максимальная разрешающая способность этого прибора составляет около 0.2 мкм, что позволяет идентифицировать большинство микроструктур на поверхности шлифа. Дополнительную информацию дает использование поляризованного света и селективных травителей.
Отдельно стоит выделить поверхностно-чувствительные методы исследования поверхности. В современных материалах средний размер некоторых фаз может составлять единицы нанометров, а их изменения, приводящие к деградации свойств материала, могут не превышать доли нанометра. Объёмные методы исследования не обладают необходимой чувствительностью и разрешением. Для решения данной задачи необходимо использовать высокоразрешающие методы, к которым относятся, как правило, только поверхностно-чувствительные методы. Дело в том, что методы, имеющие