Зернограничная растворимость и диффузия гелия в палладии с субмикрокристаллической структурой

• Автор: Жиганов, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

1. РАСТВОРИМОСТЬ И ДИФФУЗИЯ ГАЗА В КРИСТАЛЛАХ С ДЕФЕКТАМИ

1 Л. Растворимость газа в несовершенных кристаллах

1Л Л. Дефекты в кристаллах - основные позиции растворения газовых

атомов

1Л.2. Определение энергий взаимодействия атомов гелия с ионами

кристаллической решетки

1Л .3. Определение концентрации дефектов по растворимости гелия в

кристаллах

1.2. Диффузия газа в кристаллах, эффективные коэффициенты диффузии

1.2.1. Диссоциативная модель диффузии

1.2.2. Описание диффузии газа в кристаллах в стационарных диффузионных экспериментах
1.2.2.1. Диффузия газа в кристаллах при малом заполнении вакансий
1.2.2.2. Диффузия газа в кристаллах при произвольном заполнении вакансий
1.2.3. Описание диффузии газа в несовершенных кристаллах в нестационарных диффузионных экспериментах
1.2.3.1. Дефектно-ловушечная модель диффузии газа
1.2.3.2. Эффективные коэффициенты переноса газовой примеси при диссоциативном механизме диффузии
1.2.4. Определение кинетических характеристик переноса газа из диффузионных экспериментов в поликристаллах
Выводы
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Характеристики образца
2.2. Экспериментальная установка

2.2.1. Система вакуумирования
2.2.2. Система регистрации малых потоков гелия
2.2.3. Геттерный насос
2.2.4. Система калибровки масс-спектрометра и напуска газа в камеру насыщения образцов
2.2.5. Система повышения давления гелия в ячейке насыщения
2.2.6. Диффузионная ячейка
2.2.7. Система нагрева и контроля температуры ячеек насыщения и дегазации
2.3. Методика проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных
2.3.1. Калибровка масс-спектрометра в статическом режиме работы
2.3.2. Методика проведения эксперимента
2.3.3. Определение растворимости гелия в образцах
2.3.4. Определение коэффициентов диффузии гелия в образце
Выводы
3. ГЕЛИЕВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕЛИЯ С ДЕФЕКТАМИ И РАСТВОРИМОСТЬ ГЕЛИЯ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ПАЛЛАДИИ С СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ
3.1. Многоступенчатые изотермы растворимости гелия в поликристаллах палладия
3.2. Взаимодействие гелия с дефектами в палладии
3.3. Модель для описания многоступенчатых изотерм растворимости гелия в палладии с субмикрокристаллической структурой
3.3.1. Аномальный рост растворимости гелия в поликристаллах палладия при высоких давлениях насыщения
3.4. Моделирование растворения гелия в вакансионных кластерах палладия82
3.4.1. Вычислительная схема метода молекулярной динамики
3.4.2. Выбор парных потенциалов взаимодействия

3.4.3. Методика определения энергии растворения из вычислительного эксперимента
3.4.4. Результаты моделирования растворения гелия в вакансионных кластерах Р<1 и их обсуждение
Выводы
4. ДИФФУЗИЯ ГЕЛИЯ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ПАЛЛАДИИ С СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ
4.1. Результаты экспериментальных исследований диффузии гелия в палладии
4.2. Феноменологическое описание зернограничной диффузии гелия в поликристаллах палладиия
4.3. Барические осцилляции эффективного коэффициента диффузии гелия в
палладии при высоких температурах
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

также длительного поддержания рабочего вакуума в высоковакуумных системах.
Корпус насоса выполнен из трубы нержавеющей стали 12Х18Н10Т (0=50 мм, толщина стенок —1.5 мм, длина L=250 мм). С одной стороны труба наглухо заварена, с другой - приварена к фланцу, позволяющему вакуумно плотно, с помощью медной прокладки, присоединять насос к стандартной азотной ловушке масс-спектрометра МИ-1201 Б (или МИ-1201 Э). Крепление к фланцу азотной ловушки масс-спектрометра производится так, что труба располагается вертикально, заваренным торцом вниз. В нижней части трубы находится засыпанный и уплотненный геттер на высоту 70 мм от дна.
Система нагрева насоса выполнена в форме наружного нагревателя, намотанного непосредственно на корпус насоса в месте нахождения геттера. Для уменьшения тепловых потерь нагреватель закрыт сверху теплоизоляционным материалом и изолирующим металлическим кожухом. Для измерения температуры геттера в процессе работы на корпусе печи сделаны входные отверстия для термопары.
Для подачи питания на нагреватель использован обычный лабораторный трансформатор. Измерение температуры геттера ведется с помощью термопары типа ХК по цифровому вольтметру. Система нагрева позволяет проводить нагрев геттера вплоть до температур 1200 К.
Геттер насоса изготовлен из титана марки ВТ-1, обработанной специальным образом (know how).
Испытания проводились на масс-спектрометрической установке собранной на основе масс-спектрометра МИ-1201 Э с откачкой паромасляным диффузионным насосом (ДН) высокой производительности, установленным вблизи источника ионов [87]. Глубина откачки системы данным насосом составляла 1 • 10’7 Па. Второй диффузионный насос, расположенный вдали от источника ионов (см. рис. 1), заменяли исследуемым геттерным насосом.