Разработка методик исследования оксидных покрытий с использованием обратного рассеяния протонов поверхностным слоем материалов

• Автор: Ткаченко, Никита Владимирович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЯОР - Ядерное обратное рассеяние
РОР - Резерфордовское обратное рассеяние
ОР - Обратное рассеяние
РЭМ - Растровая электронная микроскопия
ТЗП - Теплозащитные покрытия
МДО - Микродуговое оксидирование
ТО - Термическое оксидирование
САО - Струйно-абразивная обработка
ДЧК - Магнитно-абразивная обработка с применением чугунной
дроби
ДСК - Магнитно-абразивная обработка с применением стальной
дроби

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Г СВОЙСТВА И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ
1Л Оксидные покрытия
1.2 Анодирование
1.3 Микродуговое оксидирование
1.4 Диоксид циркония. Газотермическое напыление
1.5 Способы предварительной очистки поверхности
1.6 Методы исследования покрытий
2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОД СПЕКТРОМЕТРИИ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ И МЕТОДИКИ НА ЕГО ОСНОВЕ
2.1 Объекты исследования
2.2 Метод спектрометрии обратного рассеяния
2.2.1. Элементный анализ
2.2.2. Определение толщины поверхностного слоя. Методика определения пористости
2.2.3 Влияние страгглинга на форму спектров
2.2.4 Анализ водородосодержащих материалов
2.2.5 Экспериментальная установка на базе циклотрона НИИЯФ МГУ и программное обеспечение
2.2.6 Экспериментальная установка на базе ускорителя Ван-дер-Граафа (Эг-8)
НИИЯФ МГУ и программное обеспечение
2.3 Дополнительные методы исследования
2.3.1 Растровая электронная микроскопия (РЭМ)
2.3.2 Рентгеноструктурный анализ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКРЫТИЙ, СФОРМИРОВАННЫХ
ГАЗОТЕРМИЧЕСКИМ НАПЫЛЕНИЕМ И ТЕРМООКСИДИРОВАНИЕМ
3.1 Газотермические покрытия на стальных подложках. Апробация методики определения пористости
3.2 Исследование структуры нанокоструированного покрытия
3.3 Изучение плазменно-кластернных покрытий, сформированных последовательным нанесением порошков диоксидциркония и никеля
3.4 Контроль технологического процесса нанесения покрытия и сканирование поверхности покрытий
3.5 Страгглинг по краю спектра
3.6 Исследование влияния предварительной очистки поверхностей материалов на элементный состав поверхностного слоя материала и формируемых
покрытий
Выводы по главе
4. ИЗУЧЕНИЕ ПОКРЫТИЙ, ФОРМИРУЕМЫХ МИКРОДУГОВЫМ ОКСИДИРОВАНИЕМ
4.1 Влияние состава электролита на элементный состав и толщину формируемого покрытия
4.2 Влияние параметров микродугового оксидирования на характеристики формируемого покрытия
4.3 Изучение МДО покрытий после коррозионных испытаний
4.4 Изучение МДО покрытий после тепловых испытаний
4.5 Синтез диоксидциркониевых покрытий на медных подложках
4.6 МДО покрытия после наполнения поли-параксиленом
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников

Рисунок 2.4. кинематика рассеяния от толстой мишени
При прохождении протона через вещество происходит уменьшение его энергии из-за ионизационных потерь, поэтому связь начальной энергии пучка и энергии рассеявшейся на глубине х частицы выглядит следующим образом
Е,-Ев = £х (4)
где х - путь, пройденный частицей перед актом рассеяния, а тормозная способность 8 определяется следующей формулой
£ = -ЕМС (5)
где N - количество атомов в единице пространства, С - сумма всех взаимодействий на пройденном частицей пути и выражается следующим уравнением;

где ак - сечение /с-го взаимодействия, Ок - энергетические потери в ходе /с-го взаимодействия. Конечная энергия детектируемой частицы определяется следующим выражением:
Следовательно, зная начальную и конечную энергии протона и на каком ядре произошел акт рассеяния, из (4) и (7) можно определить на какой глубине произошло рассеяние.
В случае многокомпонентной мишени ионизационные потери протонов в веществе рассчитываются по правилу Брэгга

где р и р; - плотности покрытия и і-го элемента, входящего в его состав.
Обратная зависимость ионизационных потерь от энергии пучка даёт возможность анализировать методом ЯОР элементный состав поверхности до глубины 50-100 мкм, на порядок больше по сравнению с методом POP.
Спектр ЯОР от толстой двухкомпонентной мишени представляет собой суперпозицию спектров от вольфрама и кислорода (рисунок 2.5). Форма спектра