Облучение твердых металлов

Облучение твердых металлов [c.514]

Разрушая поверхность погруженного в жидкость твердого тела, кавитационные ударные волны удаляют прежде всего находящиеся на ней посторонние пленки и загрязнения. На этом основана широко применяемая в промышленности ультразвуковая очистка различных материалов и изделий. Ультразвуковое облучение расплавленных металлов позволяет, например, влиять на процесс роста кристаллов и получать отливки с мелкокристаллической структурой. [c.246]

При облучении твердых тел, в частности металлов, частицами с энергией, превышающей энергию смещения атомов (около 25 эВ),. происходит образование пар Френкеля — вакансий и межузельных [c.113]

Присутствие в окружающей среде поверхностно-активных веществ, способных сильно адсорбироваться, снижает поверхностную энергию. Частицы, адсорбированные на поверхности, распирают зародышевые трещинки, проникают в глубь тела и уменьшают его разрывную прочность. Для уменьшения влияния трещинок и царапин на прочность необходимо либо их залечивать , либо каким-то способом от них избавляться. Самый простой способ— удаление приповерхностного слоя в подходящем травителе. В настоящее время все большее применение находит способ, связанный с облучением приповерхностного слоя твердого тела ускоренными ионами либо инертных элементов, либо нонами металлов с соответствующим температурным отжигом, в результате чего происходит залечивание трещинок и царапин. [c.140]

Опыты проводились и с рядом других веществ. Облучение металлов приводит к изменению вида диаграммы напряжений. Диаграммы напряжений, полученные для облученного (доза быстрых нейтронов 2-10 нейтрон/см ) и необлученного монокристалла меди, показаны i) на рис. 4.53. Эффект облучения до некоторой степени аналогичен эффекту закалки твердого раствора. [c.293]

Действие радиоактивного облучения и частиц больших энергий изменяет физико-химические свойства веществ. Так, например, у некоторых металлов повышается твердость, предел прочности i текучести, ускоряется релаксация напряжений. Влияние облучения проявляется сильнее на мягких металлах, чем на твердых. Широкое применение находят контрольно-измерительные приборы, использующие радиоактивные излучения различного вида и энергии. К числу их относятся дефектоскопы, уровнемеры, толщиномеры и другие приборы, позволяющие автоматически контролировать качество продукции и изменять в случае необходимости технологический режим. Использование радиоактивных изотопов и излучений дает большой экономический эффект, позволяет снизить брак, автоматизировать производство. [c.429]

На контактное плавление значительное влияние оказывает дефектность структуры металлов. Так, при плавлении предварительно облученных металлов обнаружено проникновение одного компонента в другой не только в поверхностном слое, по границам зерен и блоков, но и по дефектам структуры кристаллов и дислокациям, прилегающим к этим границам. После возникновения жидкой фазы дальнейшее взаимодействие металлов происходит через слой расплава. Образование твердого раствора в поверхностном слое взаимодействующих металлов, находящихся в контакте с жидкой фазой, является процессом, непосредственно подготавливающим плавление этого слоя. Поэтому и после возникновения жидкой фазы контактное плавление рассматривается как процесс плавления пересыщенных твердых растворов, образовавшихся вследствие диффузии атомов второго компонента из жидкости и ухода атомов первого компонента в жидкую фазу [4]. Разница лишь в том, что этот процесс протекает в более узком слое и ему сопутствует растворение твердых растворов. [c.141]

Ряд интересных особенностей фрикционного взаимодействия связан с характером поведения тонких поверхностных слоев полимерных материалов при фрикционном взаимодействии. По-видимому, наиболее явно роль фрикционного переноса проявляется при трении и изнашивании полимеров и материалов на их основе [25]. Вид и кинетика образования пленок переноса у полимеров определяют их коэффициент трения и интенсивность изнашивания, в особенности в контакте с металлами, когезионная энергия которых значительно выше, чем у полимеров. При исследовании трения и изнашивания полимерных материалов выявлена связь фрикционных характеристик с такими фундаментальными характеристиками материалов, как энергия связи, спектры поглощения электромагнитного излучения и т. д. В этой связи чрезвычайно интересно открытие у полимерных материалов явления аномально низкого трения (Е. А. Духовской, А. А. Силин и др.), возникающего при облучении их поверхностных слоев частицами высокой энергии. Это открытие в явном виде обнаруживает связь основных характеристик фрикционного взаимодействия с энергетическим состоянием поверхностного слоя твердого тела. Указанная связь прослеживается и при обработке по>гр-хностных слоев такими высокоэнергетическими методами, как ионная имплантация, лазерное, электронное и ионное облучение. [c.30]

Ионная имплантация рабочих поверхностей режущего инструмента используется для упрочнения поверхности, как быстрорежущих сталей, так и твердых сплавов. В основе ионной имплантации (легирования) тонких приповерхностных слоев инструмента лежит облучение в вакууме пучком ионов газа или металла, ускоренных до энергии 10 ... 10 эВ, в результате чего происходит внедрение в поверхность ионов и атомов легирующего вещества (титана, хрома, азота и др.). Эффект упрочнения поверхности инструмента достигается как вследствие роста плотности дефектов кристаллического строения материала, закрепления этих дефектов атомами легирующих элементов, так и вследствие формирования дополнительного числа мелкодисперсных карбидных, нитридных и интерметаллических структур. Метод является универсальным по спектру легирующих примесей, обрабатываемых материалов и диапазону концентраций примеси в легированном слое инструментального материала. Кроме того, имплантируемый слой не изменяет размеров режущего инструмента и не может отслаиваться, в отличие от покрытий. Наиболее важными параметрами процесса ионной имплантации являются энергия внедрения (кэБ), доза облучения (ион/см ) и плотность тока (мкА/см ). [c.105]

Применение твердых смазок в виде добавок к различным минеральным или синтетическим маслам и смазкам. Широкое применение твердых смазок объясняется прежде всего их специфическими особенностями как смазочных материалов высокой смазочной способностью высокой химической стойкостью способностью обеспечивать смазочное действие в широком интервале температур, начиная от температур жидких газов и кончая температурами расплавленных металлов способностью обеспечивать смазывающее действие в особых условиях работы, например в вакууме, в среде инертных газов, в условиях сильного облучения и т. д. Эти особенности твердых смазок предопределили их широкое применение не только в механизмах, работающих в обычных условиях, но и в таких областях техники, как самолетостроение, космическая техника, криогенная техника, атомная техника, и др. [c.51]

В последнее время все большее внимание уделяется изучению влияния, оказываемого наложением электрического, магнитного и ультразвукового полей, а также ядерным облучением на структуру и свойства металлов и сплавов в твердом состоянии. В ряде случаев, комбинируя несколько методов обработки с легированием, стремятся использовать различные механизмы превращений и получить металлы и сплавы с необходимыми структурой и свойствами. Так, для упрочнения металлов и сплавов сочетают следующие виды обработки термическую и механическую (термо-механическая обработка), термическую и магнитную (термо-магнитная обработка), термическую, механическую и магнитную (термо-механико-магнит-ная обработка), термическую и ультразвуковую (термо-ультразву-ковая обработка), химико-термическую и ультразвуковую (термо-химико-ультразвуковая) и др. [c.216]

Гетерогенность распределения химических элементов в металле может возникнуть в результате различных причин кристаллизации из жидкой фазы, росте зерен диффузии под действием градиента температур, неравномерной деформации, распаде твердого раствора, старении и облучении нейтронами, реактивной и восходящей диффузии и т. д. В металле шва такая неравновесная гетерогенность возникает при затвердевании металла, Была изучена [44] гетерогенность, возникающая в прокатном материале в процессе термической и термомеханической обработок в результате воздействия сварочного тер.мического никла. [c.93]

Лазерный отжиг - процесс восстановления кристаллической структуры твердого тела, нарушенной радиационным воздействием. В отличие от обычного, он позволяет контролировать температуру и время нагрева поверхностных слоев различных материалов на заданную глубину. Лазерный отжиг применяется для полупроводников, диэлектриков, металлов и сплавов. Его особенность состоит в том, что, во-первых, ввиду малой глубины проникновения лазерного излучения (10 +10" см) не происходит нарушений более глубоких слоев во-вторых, время действия лазерного излучения при импульсном облучении может быть чрезвычайно малым (нано- и пикосекундный диапазон). [c.523]

Итак, от того, при каких интенсивностях звукового поля, выше или ниже пороговых значений дегазации, происходит облучение гетерогенной реакции, будет зависеть характер и эффект воздействия акустической энергии на электролитические процессы. Достижение порога паровой кавитации в звуковом поле (кривая II на рис. 15) приводит к явлению эрозии твердых тел, которая для некоторых металлов имеет незначительную величину [68], или локальному удалению твердых пассивных пленок на поверхности металла, способствуя его растворению [30, 68, 82] (точка г на рис. 15), а в нейтральных растворах подкисляет среду и может привести к облагораживанию или депассивации металла, если для него существует резкая зависимость скорости электрохимического процесса от концентрации водородных ионов вблизи точки рН=7. [c.543]

Различие в свойствах металлов, полупроводников и диэлектриков можно понять, если учесть, что электроны в твердом теле (кристалле) располагаются по квантованным энергетическим зонам (состояниям), причем существуют такие области значений энергий, которые не могут быть заняты электронами. Эти области называют запрещенными зонами. Важнейшие свойства (электрические, магнитные, оптические и др.) твердых тел объясняются энергетическим состоянием валентных электронов, поэтому на схемах энергетических состояний (рис. 5.1) изображают две разрешенные энергетические зоны валентную зону, соответствующую нормальным (невозбужденным) состояниям валентных электронов и ближайшую к ней зону возбужденных состояний электронов, которая называется зоной проводимости. Такое название связано с тем, что при отсутствии внешних возбуждений в ней нет электронов. Когда же, получив энергию извне (от облучения, нагрева), электрон перейдет в эту зону, то он может свободно изменять свою энергию, двигаясь под действием внешнего [c.22]

Анодное растворение полупроводников во многом напоминает анодное растворение металлов, но лимитирующей стадией может быть скорее перенос заряда внутри твердого тела, а не на границе раздела или в растворе. Анодное растворение сопровождается исчезновением дырок на поверхности полупроводника, и скорость процесса может определяться скоростью их перемещения к поверхности. Скорость перемещения зависит от формы пространственного заряда, которая в свою очередь определяется свойствами массивного вещества и характером дефектов полупроводника. Иллюстрацией к сказанному может служить анодное травление образцов Ое р- и /г-типа с различными удельными сопротивлениями (рис. 90). При электролитическом травлении катодная реакция происходит на отдельном электроде. При низких скоростях травления для полупроводников дг-типа нет ограничений в перемещении дырок к поверхности, но при высоких скоростях они возникают. Это более заметно на образцах /г-типа с низким сопротивлением вследствие низкой концентрации дырок. В полупроводниках р-типа подобные ограничения отсутствуют вследствие наличия в них достаточно большого числа дырок. Облучение полупроводников дг-типа увеличивает приток дырок, а, следовательно, и скорость травления. [c.196]

Такое когерентное излучение оптическая система способна сфокусировать в пучок сечением в несколько раз меньшим, чем у паутины. Причем чем выше степень когерентности, тем меньшего сечения пучок может быть получен. Следовательно, яркость светового пятна получается намного большей яркости самого источника. От некогерентных источников добится такого эффекта невозможно. Простой расчет по формуле Е = Ф 5/Х2/2(где Ф - плотность лучистого потока лазера S -входная площадь оптического канала X- длина волны излучения /-фокусное расстояние оптики), который вы можете выполнить сами, показывает, что облученность в сфокусированном пятне может достигать 10 ... Ю Вт/м . Под воздействием столь значительной облученности испаряются самые твердые металлы. Таким потоком энергии можно [c.26]

Стекло относится к аморфным, или некристаллическим, материалам, которые охлаждены из расплавленного состояния до состояния с высокой вязкостью при комнатной температуре таким образом, что оно становится твердым и пригодным для практических целей. Основным компонентом большинства обычных стекол является SiOg, хотя в составе многих специальных стекол основой служат другие окислы. Стекла, как и металлы и кристаллические материалы, изменяют свои физические и механические свойства при облучении ионизирующим и неионизирующим излучением. Вероятно, наиболее важный и несомненно наиболее изученный результат влияния облучения на стекла — изменение их оптических свойств. [c.207]

Первые исследования [31] были проведены по изучению возможности диффузионного насыщения поверхности металла углеродом. Опыты по облучению железа, на поверхность которого наносились слои различных углеродосодержащих соединений, в том числе и графит, проводились с использованием импульсного лазерного излучения. Результаты рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о насыщении железа углеродом, причем до достаточно высокой концентрации с образованием твердого раствора железо — углерод. Металлографические исследования показали, что на поверхности железа с покрытием после лазерного облучения образуется белый слаботравящийся слой с равномерной микротвердостью, достигающей 1400 кгс/мм . За ним идет термообработанный слой с микротвердостью 1000 кгс/мм . [c.26]

Состав поверхностных слоев на металлах в настоящее время прецизионно исследуется с использованием методов Оже-спектроскопии и рентгенофотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). В основе этих методов лежит возбуждение электронов внутренних оболочек атомов приповерхностной области твердого тела посредством облучения его электронами высоких энергий, а также жесткими ультрафиолетовыми или рентгеновскими квантами [40]. [c.33]

Кобальт представляет собой твердый магнитный металл серебристобелого цвета на изломе, по внешнему виду напоминающий железо и никель. Он имеет порядковый номер 27 и атомный вес 58,9332. Изотоп Со , образующийся при облучении в ядерных реакторах, конкурирует с радием как источник Y-излучения. Встречающийся в природе кобальт состоит из 0,2% изотопа 57 и 99,8% изотопа 59. [c.292]

При взаимодействии с металлом рабочая среда может вызвать необратимые изменения в металле, например при коррозионном разъедании или химическом растворении, при образовании новых твердых растворов или химических соединений, при интенсивном радиоактивном облучении и т. п. Среда может вызвать также и обратимые изменения в металле, наблюдаемые, например, при физической адсорбции или при окклюзии газов, когда устранение адсорбированных слоев поверхностно-активного вещества или длительное старение (десорбция) металла, насыщенного газом, восстанавливает его свойства. Часто влияние среды связано с ее движением, вызывающим кавитационное или эррозионное разрушение поверхности металла, которое также влияет на механические свойства стали. Таким образом, механизм влияния внешних рабочих сред может быть адсорбционным, коррозионным, химическим, абсорбционным, радиационным, кавитационным, эрозионным и т. п. [c.13]

Нейтронное облучение. Как известно, ядерные реакции сопровождаются потоками элементарных частиц (у-кванты, р-лу-чи, потоки нейтронов и протонов и т. д.), энергия которых гораздо больше энергии связи атомов - твердого тела. Попадая в тело, они вызывают каскад других частиц и в итоге приводят к некоторым локальным нарушениям структуры тела. При достаточной интенсивности или продолжительности действия они могут привести к полной деструкции тела или к потере его работоспособности. Наибольшее влияние оказывают пучки нейтронов и Y-квантов, которые не несут электрического заряда и потому обладают наибольшим проникающим действием. Не имеющие массы Y-кванты воздействуют в основном на электронные оболочки при не слишком высоких энергиях и интенсивностях их действие сводится к нагреванию тела. Нейтроны способны искажать решетку, непосредственно воздействуя на ядро атомов. Нейтронное облучение вызывает ослабление пластических свойств тела, уменьшение вязкости разрушения /Сы и ведет к образованию дефектов, что также охрупчивает материал. Кроме того, в металлах важную роль играет тепловая диффузия протонов и нейтронов, вызывающих охрупчивание совершенно аналогично влиянию водорода (см. 1, 2 гл. VII) протоны могут попадать в тело через поверхность из внешних протонных пучков или же возникать в объеме тела при столкновении нейтронов с ядрами. [c.512]

При ударе о поверхность твердого тела электроны, об-ладаютцие высокой скоростью, способь ы выбивать электроны КЗ это. о твердого тела. Это явление носит название вторичной электронной эмиссии. Ее действие во многих аспектах сходно с действием фотоэлектрического эффекта. Отношение количества вторичных электронов к количеству первичных называют коэффициентом вторичной эмиссии б. Коэффициент б зависит от типа вещества, состояния поверхности тела, скорости первичных электронов и угла облучения. Коэффициент б принимает максимальное значение при скоростях первичных электронов, соответствующих нескольким сотням электрон-вольт. При скорости выше указанных пределов коэффициент б уменьшается. В обычных условиях для большинства металлов 6=0,5- 1,5 (например, для лития б= =0,56 для меди 6=1,29 для серебра 6=1,56). Для составной поверхности, такой, например, какА —О—Сз, з[1ачение б может достигать 8—10. Поверхность А —О—55 получается напылением Сз на окисленную поверхность Ад. Для составных электродов М 0—N1, сформированных напылением магния в среде кислорода при низком давлении на стандартную пластинку никеля, можно получить 6—15- 20. Такие электроды находят применение в электронных умножителях, объединенных с фотоэлектрод( м, в суперортиконах и др. Кроме того, [c.376]

Радиоактивные изотопы (сурьмы, вольфрама, кобальта) закладывают в сделанные в детали отверстия, вводят в расплавленный металл (если изотопы образуют с металлами твердый раствор) или наносят на отдельные участки электролитическим способом, ди( узией или облучением. Этот способ обладает высокой чувствительностью и позволяет определить износ отдельно взятой детали или сопряженных пар без разборки объекта. Применяется главным образом для исследовательских целей. К недостаткам способа следует отнести сложность процесса облучения деталей, необходимость применения сложной аппаратуры, и принятия особых мер по охране труда. [c.56]

Надежность и долговечность (срок службы) машин и механизмов зависят от качества их изготовления и условий хранения и эксплуатации. Под общим износом Иобщ понимают потерю функциональных свойств данного изделия, выражаемую в потере его стоимости за данное время с учетом затрат на текущие и капитальные ремонты. Этот износ возникает в результате следующих процессов усталости и старения, т. е. ухудшения свойств металла, резин, пластмасс и других материалов под воздействием температуры, кислорода, ультрафиолетового облучения и т. п. эрозии (разъедания) конструкционных материалов под воздействием твердых абразивных частиц, газов и пр. механического износа в результате трения химической и электрохимической коррозии (разрушения). Общий износ Иобщ можно представить как результат физических, физико-химических, химических и электрохимических явлений, т. е. [c.108]

Радиационное. Под воздействием нейтронов, а-частиц в кристаллической решетке металлов образуются гелиевоводородная фаза, а также вакансии,. так как атомы твердого тела выбиваются из своих регулярных положений и переходят в междоузлия, что снижает пластичность. Высокотемпературные свойства под действием облучения изменяются по различным законам в зависимости от химического состава сплавов и его структуры. Наиболее сильно снижаются длительная прочность у дисперсионно-твердеющих сплавов (особенно для сварных швов), содержащих Со, N, В и др. Значительно меньшее влияние оказывает нейтронный поток на гомогенные сплавы, не склонные к дисперсионному твердению. Их свойства восстанавливаются после отжига при 0,57 пл К. [c.311]

На основании собственных опытов Золльнер [1963] подвергает сомнению результаты Ржевкин а и Островского. Золльнер обнаружил, что чистые металлы в больших кусках вообще не диспергируются в жидкости под действием ультразвука вследствие слишком больших межмолекулярных сил сцепления в металле. Отмеченное другими исследователями диспергирование является кажущимся и связано главным образом с разрушением слоя окиси, которым покрыто большинство металлов или которым покрываются металлы в жидкости. Золльнер считает, что об истинном диспергировании твердого вещества можно говорить лишь в том случае, если твердое тело диспергируется после шести или семи повторных облучений в чистой, все время сменяемой воде. [c.470]

Конструкции и изделия из металлов энергетических ядерных реакторов или используемые в космосе подвергаются воздействию как корпускулярного, так и электромагнитного излучения, энергия которых достаточна, чтобы привести к тому, что свойства материалов изменяются или теряются. Известно, например, что солнечные батареи спутника Телестар испортились под воздействием излучения. Значит, надо исследовать механизм радиационного повреждения в системах покрытий, предназначенных для межпланетных кораблей. Проблемы радиационных дефектов представляют большой интерес для специалистов по физике твердого тела, которые ищут наиболее подходящее теоретическое объяснение этих явлений. Установлено, что радиационный дефект возникает из-за эффектов ионизации, смещения атомов в материале заряженными частицами, проходящими через него. Число и величина этих смещений являются функцией интенсивности и продолжительности облучения и структуры материала. [c.278]

МОЖНО судить О характере дефекта. Так, изучение /-центров в кристаллах галогенидов щелочных металлов методом ЭПР показывает, что их электронная волновая функция является линейной комбинацией 5- и р-орбиталей электронов иона натрия при некотором перекрывании с волновой функцией иона галогена. Подобные исследования были проведены на простых полупроводниках при изучении различных дефектов, в частности кластеров, образующихся при взаимодействии дефектов (см. гл. 7). Было показано, что ЭПР —это уникальный метод идентификации структуры сложных дефектных центров. Например, при облучении кремния частицами с высокой энергией образуются дефекты, одним из которых, как показал анализ, спектров ЭПР, оказался атом примеси кислорода, расположенный рядом с вакансией. Метод ЭПР применяется для детального исследования электронной структуры центров, например парамагнитного иона Мп в инертной матрице А12О3, и позволяет объяснить некоторые важные оптические и магнитные свойства твердого тела. [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...