Наноразмерное структурирование меди, кремния и поликарбоната при локализованных деформационных воздействиях

• Автор: Тимаков, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. НАНОРАЗМЕРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

1.1 Виды концентрированных воздействий

1.2 Выбор объектов исследования

1.3 Самоорганизация в процессе концентрированных воздействий

1.4 Синтезирование нанопорошков

Выводы к главе

ГЛАВА 2 МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Деформационные воздействия на образцы

2.2 Атомно-силовая микроскопия

2.3 Рамановская спектроскопия
2.4 Конфокальная и электронная микроскопии
2.5 Анализ фрактальных образований при концентрированных воздействиях
Выводы к главе
ГЛАВА 3. НАНОРАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
3.1 Топология упругих локализованных напряжений в кремнии
3.2 Термохимические изменения в области концентрированных пластических деформаций
3.3 Наноструктурные исследования упругих и пластических деформаций поликарбоната
Выводы к главе
4. ПОВЕРХНОСТНОЕ ДЕФОРМАЦИОННОЕ СТРУКТУРИРОВАНИЕ МЕДИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА
4.1 Схема и исходные данные для исследований электрических воздействий на тонких медных фольгах
4.2 Напоструктурирование поверхностей катода при ударных электроразрядных процессах
4.3 Электроконвективный теплообменник с наноструктурированными электродами и способ управления процессом электроконвекции
Выводы к главе
Список использованных источников
Приложение А. Листинг программы Роуег_Ше

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
Переход к исследованиям в науке и разработкам в технике элементов и устройств наноразмерного уровня, сопоставимых или менылего длин волн электромагнитного излучения, выдвинул в категорию приоритетных задач вопросы, связанные с поведением и особенностями структурных перестроек в материалах, используемых при до- и критических локализованных воздействиях электронной, упругой и тепловой природы. В этой ситуации традиционные методы диагностирования, в основе которых лежит электромагнитное излучение, не позволяют получить достаточно полную информацию о происходящих структурных изменениях в материалах, что особенно важно применительно к анизотропным материалам.
Все это актуализирует изучение механизмов, сопровождающих внешние концентрированные воздействия. Результаты таких исследований должны обеспечить установление закономерностей, особенностей, зависимостей от интенсивности и режимов воздействия, выработать практически значимые рекомендации и предложения по совершенствованию структуры и элементного состава применяемых материалов, т.е. получить решение, полностью отвечающее за установление взаимосвязей и решение материаловедческой триады: «состав - структура - свойства».
Цель диссертационной работы Исследование закономерностей и механизмов наноразмерных структурных изменений при локализованных деформационных воздействиях в материалах с различной твердостью и разными типами электропроводности. Задачи исследования
1. Создать программно-аппаратный комплекс, устанавливаемый непосредственно на сканатор атомно-силового микроскопа и обеспечивающий деформирование образцов, регистрацию, расчёт и анализ структурных изменений; экспериментальную установку для исследования размерных эффектов
(при выплавке чугуна); модификатора свойств металлов или легирующих элементов, сырья для производства более чистого поликристаллического кремния и очищенного металлургического кремния, для производства крем-нийорганических материалов - силанов, для солнечных батарей. Самый распространенный способ выращивания монокристаллического кремния методом медленного вытягивания из большого объёма расплава - метод Чохраль-ского[43-45].
Таблица
Сравнительные характеристики меди, кремния и поликарбоната
Медь Кремний Поликарбонат
Тип проводимости Провод- ник Полупро- водник Диэлектрик
Удельное сопротивление Т = 20°С [Ом м] 1,684 О'8 2,3-103
Температура плавления, [°С] 1083 1417
Теплопроводность, Т = 0°С [Вт/(м-К)] 385,2 84-126
Удельная теплоемкость при постоянном давлении, [Дж/г-К] 0,384 800
Твердость по Бринеллю [кгс/мм2] 35
Плотность Т = 20°С, [кг/м'3] 8960 2330 1200
Модуль упругости, [кгс/мм2] 13,2-103 О Хр о
Относительное удлинение 60% - 90%
Диэлектрическая проницаемость 11,7 2