Фотостимулированные изменения состояния поверхностных слоев и микротвердости фольг сплава Cu-Ni

• Автор: Колотов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ГЛАВА 1. Влияние света на свойства материалов

1.1. Фотопластический эффект в полупроводниках

1.2. Механизмы фотопластического эффекта в полупроводниках

1.3. Влияние фотонов на свойства металлов Заключение

ГЛАВА 2. Физико-химические характеристики сплавов Сих№].х

2.1. Система Сих№1.х

2.2. Особенности формирования состава поверхностных слоев сплава Сих№1_х

Заключение

ГЛАВА 3. Методы эксперимента

3.1. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС)

3.1.1. Принципы и возможности метода РФЭС

3.1.2. Конструкция фотоэлектронного спектрометра ЭС-2401
3.1.3. РФЭС спектры и количественный анализ
3.2. Микротвердость
3.3. Вторично-ионная масс спектрометрия (ВИМС)
3.3.1. Применение ВИМС для исследования поверхности
3.3.2. Масс-спектрометр МС7201М
3.3.3. Расшифровка масс-спектров и расчет концентрации элементов
3.4. Метод рентгеновской дифракции
3.5. Аттестация образца
ГЛАВА 4. Фотостимулнроваиные процессы в фольгах Си-№
4.1. Исследование механических свойств и структуры фольги Си-№
4.2. Нагрев поверхности при облучении
4.3. Исследование состава поверхностных слоев фольг Си-ТП
4.4. Рентгенофотоэлектронные исследования фольг облученных светом
4.5. Обсуждение механизмов фотостимулированных явлений Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность темы. Исследования в области взаимодействия излучения с твердыми телами интенсивно ведутся на протяжении последних лет. В результате было установлено, что в процессе облучения, в первую очередь, изменяется дислокационная структура в слое, подверженном непосредственному воздействию того или иного вида излучения, что затем отражается и на характеристиках материала в целом. При таком слабом воздействии, каким является облучение световыми пучками (включая импульсное лазерное излучение) с энергией возбуждения ниже порогового (для ударных смещений), изменения дефектной структуры могут распространяться, даже при комнатной температуре на достаточно большие глубины, вызывая изменение структуры материала в микронных и субмикронных толщинах.
Первые работы, посвященные исследованию воздействия потока фотонов на физикомеханические свойства твердых тел, проводились Ю.А. Осипьяном на полупроводниковых кристаллах. Им было открыто явление, названное фотопластическим эффектом. Он заключается в том, что при освещении светом фотопроводника в процессе пластического деформирования в нем возникают скачки прочности и пластичности. Механизм этого явления связан с локальным торможением движущихся дислокаций, перезаряжающимися под действием света центрами [1]. В последствие проявление данного эффекта было отмечено не только в полупроводниковых материалах. Исследованию фотомеханического эффекта, т.е. изменению микротвсрдости материала под действием света, посвящен целый цикл работ [2-6]. В частности, эксперименты, проведенные на висмуте и сурьме [2], выявили наличие фотомеханического эффекта. Изменение механических свойств сурьмы при освещении, происходит вследствие изменения подвижности дислокаций благодаря перебросам электронов в высшие энергетические состояния. Наблюдаемое проявление фотомеханического эффекта в металлах (Си, Ре, Тц V, Сг, Мо и XV) при освещении белым светом объясняется существованием связывающих и антисвязывающих зон, между которыми возможен квантовый переход электронов. Индуцированные светом переходы
Заключение
Из анализа литературы видно, что свойства сплавов системы Сих№1_х изучены достаточно широко. Основная часть литературы посвящена изучению состава и свойств поверхностных слоев, т.к. именно они определяют гамму уникальных свойств исследуемой системы. Показано, что, несмотря на высокое содержание никеля в объеме сплава, поверхностный слой при умеренных температурах обогащается медью, при этом степень обогащения зависит от средней концентрации компонентов. Толщина обогащенного слоя составляет порядка 3-5 атомных слоев, что так же подтверждается теоретическими термодинамическими расчетами данной системы, в соответствии с которыми, поверхность обогащается атомами с наименьшим поверхностным натяжением, что приводит к понижению поверхностной энергии. Однако сегрегационные процессы могут идти в направлении обогащения поверхности никелем в результате внешних воздействий, например нагрева, облучения электронным пучком, экспонирования потоками газов и пр.