ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физические методы исследования субмикроструктуры из "Структура и свойства огнеупоров " Основными методами исследования строения кристаллических веществ служат рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ [85, 88—91]. Особую ценность для изучения структуры имеют исследования с помощью рентгеновского микроанализатора (МАР-1). Последний предназначен для определения методом локального рентгеноспектрального анализа количественного химического состава в микрообъемах площадью 1—2 мкм .. [c.46] В виде дополнения к рентгеновским методам исследования применяется инфракрасная спектрометрия (ИК-с). [c.46] ИК-спектрометрия широко применяется в исследованиях силикатов и окислов [92—96]. [c.47] Характер химической связи и ее прочность исследуются методами ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) [97]. [c.47] Для изучения структуры поверхности применяется метод ЭЭЭ. При сравнительно небольшом нагревании (не выше 500°С) в вакууме (Ю мм рт. ст.) твердые тела дают экзоэлектронную эмиссию. Возникающий слабый ток с помощью вторичных электронных усилителей (ВЭУ) усиливают в 10 —10 раз и измеряют количественно. Экзоэлектронную эмиссию рассматривают как нестационарную термоэмиссию медленных электронов из зоны проводимости с поверхности твердого тела. [c.47] Величина ЭЭЭ зависит от структурных дефектов приповерхностного слоя материала. Считают, что при механической обработке поверхности твердого тела, в том числе различных керамических и огнеупорных материалов, образуются дефекты, создаются энергетические уровни, запятые электронами (ионами). При нагревании или других видах возбуждения электроны (ионы) забрасываются на образовавшиеся локальные уровни. Освобождение их с этих уровней требует гораздо меньшей энергии, чем с нормальных уровней. Подобные уровни известны из зонной теории строения твердого тела и носят название уровней захвата. ЭЭЭ протекает до тех пор, пока не исчезнут дефекты кристаллов, влияющие на образование локальных уровней. [c.47] ЭЭЭ в координатах интенсивность (имп/сек) —время при определенных температурах имеет максимум, незначительно зависящий от скорости нагревания. Теоретические основы экзоэлектронной эмиссии изложены в ряде работ, например в [98, 99]. Один из вариантов схемы измерения ЭЭЭ показан на рис. 15 [100]. Следует отметить, что вся аппаратура схемы стандартна и общедоступна. [c.47] Известны и другие применения метода ЭЭЭ. Наибольший интерес представляет использование ЭЭЭ для оценки структурных нарушений поверхности и ее энергетического состояния. В Уральском политехническом институте этот метод используется для оценки химической стойкости огнеупоров по отношению к агрессивным расплавам. Этим методом удалось оценить дефектность поверхности, которая обычными методами не определяется. Далее найдено, что в результате пропитки огнеупорных изделий соответствующими поверхностно активными веществами значительно снижается дефектность поверхности, в результате чего повышается шлакоустойчивость изделий. Утверждение о том, что при пропитке водными растворами поверхностно активных веществ происходит уменьшение пористости изделий и что благодаря этому повышается стойкость, недостаточно обосновано. При пропитке изделий ортофосфорной кислотой существенно снижается ЭЭЭ и повышается шлакоустойчивость, пористость при этом практически остается без изменений. [c.49] Изучение дефектности поверхности имеет большое практическое значение также для регулирования спекания. Показано, что добавка к топкомолотому техническому глинозему (преобладающий размер частиц 5— 10 мкм), предварительно обожженному при 1700°С, 1% фтористых солей (AIF3, СаРг) тормозит спекание глинозема при температурах 1550—1600° С, что объясняется залечиванием поверхностных дефектов частиц глинозема [101]. [c.49] Образование поверхностных дефектов или их залечивание зависит от температуры термической обработки материала. Многими исследованиями установлена определенная температура активации спекания [102—105]. Как выше, так и ниже этой температуры происходит залечивание поверхностных дефектов и ухудшение спекания. Например, для окиси магния, полученной из морской воды, при температуре обжига 400—450° С и выше 1100°С происходит дезактивация спекания, а при 800—1000° С — активация спекания [37]. [c.49] Дезактивация спекания имеет существенное значение в технологии огнеупорных бетонов и набивных масс для получения безусадочных изделий. [c.49] В Восточном институте огнеупоров начаты работы по систематическому исследованию поверхностной энергии огнеупоров методом ЭЭЭ. [c.50] Вернуться к основной статье