ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сегрегация примесей из "Металловедение и термическая обработка стали Справочник Том1 Изд4 " Из имеющегося в настоящее время большого числа применений локальных методов исследования поверхностей к решению прикладных задач рассмотрим некоторые, касающиеся только двух областей сегрегации примесей на поверхности, границах зерен, межфазных границах, а также коррозии и окисления, включая межкристаллитную коррозию. Помимо этого, имеются работы по контролю поверхностей раздела в композиционных материалах [10.91, по идентификации атомных структур и выделяющихся фаз на поверхности [10.71, поверхностной диффузии и поверхностным реакциям, адгезии и износу. Большое число работ посвящено исследованию поверхности катализаторов в связи с их активностью [10.8] и материалам полупроводиковой техники [10.101. Все результаты, приведенные ниже, получены методом ОЭС, иногда в сочетании о другими методами. [c.129] Равновесную поверхностную сегрегацию О в сплавах Nb—О и Та—О наблюдали в температурном интервале 800—1700 °С. В низкотемпературной области поверхность насыщена при высоких температурах наблюдается явное уменьшение количества кислорода из-за испарения оксидов Nb. В промежуточной области температур (825—1200°С) достигается равновесие между объемом и поверхностью из этих данных можно найти коэффициент распределения (0/с) и оценить теплоту адсорбции. Величина q уменьшается от 71 до 45 кДж/моль (Nb—О) и от 79 до 28 кДж/моль (Та—О) при повышении концентрации кислорода от 0,1 до 2,3% (ат.). Измерения, проведенные методом ОЭС в сочетании с ионным распылением [10.12], показали, что сегрегация ограничена приповерхностной областью глубиной от одного до пяти монослоев. [c.129] Формула (10.1) оказалась справедливой для различных примесей, испытывающих сегрегацию по границам зерен 110.14]. [c.130] Исследования проводили на свежеприготовленных изломах, следовательно, в системах, которые можно хрупко разрушить по границам. Методом ОЭС и ионного распыления определяли глубину сегрегации. Было показано, что все примеси, в том числе Sb, Р, Sn, концентрируются в пределах очень узкой приграничной зоны (1—4 атомных слоя) [10.161—.рис. 10.4. Степень обогащения обратно пропорциональна объемной концентрации и изменяется в широких пределах (табл. 10.2). В большинстве случаев степень развития отпускной хрупкости можно было прямо связать с сегрегацией на границах зерен (в первую очередь — фосфора и его химических аналогов сурьмы, мышьяка и др.). [c.130] Известно, что вольфрам, полученный методами порошковой металлургии, часто охрупчивается при отжиге в районе 825 °С. Было высказано предположение, что охрупчивание связано с сегрегацией кислорода на границах зерен. Однако ОЭС не обнаружила сегрегации кислорода [10.17] на поверхности излома, зато обнаружила сегрегацию фосфора, локализованного в приграничной зоне толщиной менее 2,0 нм. Следует отметить, что вольфрам такого типа ранее даже не аттестовали по содержанию фосфора. На рис. 10.15 приведены Оже-спектры излома (вверху) и участка, удаленного от него на несколько десятков микрометров (внизу). [c.131] Как правило, съемка Оже-спектра либо является заключительной частью исследования, либо за ней следует ионное распыление. Вначале исследователь получает обычные и электронные (в поглощенном токе или во вторичных электронах) микрофотографии изучаемой поверхности, видит ее топографию, пространственное распределение элементов и выбирает интересующие его точки съемки Оже-спектров. [c.131] Таким образом была обнаружена сегрегация сурьмы на меж-фазной поверхности раздела Fe — графит в чугуне (0,07% мае. в сплаве и до 40 % мае. на границе). Образуя барьерный слой толщиной 2—4 нм, сурьма препятствует диффузии растворенного углерода к графиту, что приводит к появлению в феррите цементита. [c.131] Было также обнаружено, что на поверхности трещин в литой стали возникает равновесная сегрегация серь [до 40% (ат.) при содержании ее в стали 0,06% (ат.) толгдиной в несколько атомных слоев. Сегрегация серы не связана с наличием по границам дендритов (а именно там возникают трещины) и толстой оксидной пленки (до 300 нм), которая, по-видимому, возникает при охлаждении. [c.132] Вернуться к основной статье