Главная » 2013 » Октябрь » 21 » Скачать Исследование и инженерия поверхности сорбентов (угли, геттеры, криослои), трековых мембран и пленок. Зилова, Ольга Сергеевна бесплатно
15:26
Скачать Исследование и инженерия поверхности сорбентов (угли, геттеры, криослои), трековых мембран и пленок. Зилова, Ольга Сергеевна бесплатно
Исследование и инженерия поверхности сорбентов (угли, геттеры, криослои), трековых мембран и пленок
Диссертация
Автор: Зилова, Ольга Сергеевна
Название: Исследование и инженерия поверхности сорбентов (угли, геттеры, криослои), трековых мембран и пленок
Справка: Зилова, Ольга Сергеевна. Исследование и инженерия поверхности сорбентов (угли, геттеры, криослои), трековых мембран и пленок : диссертация кандидата технических наук : 05.04.03 Москва, 2003 244 c. : 61 04-5/877
Объем: 244 стр.
Информация: Москва, 2003
Содержание:
Условные обозначения ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы Цель работы Научная новизна Практическая ценность Автор защищает Достоверность полученных результатов Апробация работы Публикации Структура и объем работы твердого тела
11 Современные методы исследования микроструктуры поверхности
111Сканирующая туннельная микроскопия
112Сканирующая туннельная спектроскопия
113Атомно-силовая микроскопия
12 Современная система характеристик для описания поверхности твердого тела
121 Амплитудные параметры
122 Функциональные параметры
123Пространственные параметры
124 Фрактальные параметры поверхности сорбентов, трековых мембран и пленок
2 Описание оборудования, примененного для исследования поверхности криогенной и вакуумной техники «TopoMetrix» (США) технологий» (МГУ)
23 Сканирующий (гЗеленоград) зондовый микроскоп СММ-2000 производства 4Г материалов ЗАО «КПД»
1 Современное состояние вопроса по исследованию и описанию микроструктуры поверхности
13 Заключение по выбору методов исследования для определения и описания структуры
21 Сканирующий зондовый микроскоп ТМХ-2100 «Ассигех» производства компании
22 Сканирующий зондовый микроскоп «ФемтоСкан» производства «Центра перспективных
Введение:
Практически любое изделие, аппарат, система имеют набор поверхностей. В одних случаях достаточно знать макрохарактеристики поверхностей системы, в других необходимо иметь информацию еще и об их микроструктуре. Рельеф поверхности может оказывать значительное влияние на характеристики систем и процессов. На данный момент инженерия поверхности [1] является одним из наиболее перспективных и бурно развивающихся направлений современного материаловедения, обслуживающим различные области науки и отрасли народного хозяйства физику, химию, биологию, медицину, микроэлектронику, машиностроение, металлургию и т.д. Инженерия поверхности, как отдельное научно-техническое направление, включает в себя: 1. комплекс оборудования и методов, обеспечивающих эффективное воздействие на поверхность материала с целью придания ей необходимых свойств; 2. комплекс оборудования и методов, обеспечивающих нанесение многофункциональных покрытий: плазменных, ионно-плазменных, электронно-лучевых, ионно-лучевых, лазерных, гальванических, химических, химико-термических и газофазных; 3. различные методы диагностики и прогнозирования как собственно модифицированного поверхностного слоя, так и объемных характеристик материала по состоянию его поверхности.Если рассматривать задачи, связанные с диагностикой здесь можно выделить несколько важных направлений: поверхности, то 1. Изучение влияния на микроструктуру поверхности методов и режимов создания и модификации поверхности. При этом в результате исследования необходимо сделать выводы об оптимальности выбранных условий создания поверхности или воздействия на нее, а также при необходимости дать рекомендации по дальнейшему направлению работ по модификации поверхности для получения структур с заданными свойствами. 2. Изучение влияния на микроструктуру поверхности различного рода факторов, связанных с эксплуатацией (а также хранением) изделий, систем, установок, которые могут приводить к ухудшению их характеристик. При этом в результате исследования необходимо сделать выводы о влиянии этих факторов на структуру поверхности. 3. Изучение влияния уже самой микроструктуры поверхности на различные характеристики систем и процессов. При этом целью исследования является установление корреляции с другими характеристиками поверхности или целиком системы (например, с интегральным коэффициентом прилипания и проводимостью системы, с электрофизическими свойствами поверхности и т.д.) или просто определение микрорельефа для учета его при определении параметров системы или процессов. При этом решение подобных задач требует: Экспериментального изучения образцов с помощью методов микроскопического исследования. В этом случае возникает необходимость выбора метода микроскопического исследования, наиболее адекватного поставленной задаче. 2. Описания полученной топографии поверхности с помощью определенного набора характеристик. При этом встает проблема формирования системы характеристик, используемой для описания поверхности, ее задания и сравнения с другими поверхностями. 3. Моделирования микроструктуры поверхности для изучения влияния ее на характеристики рассматриваемой системы, в случае, если прямое экспериментальное исследование по каким-либо причинам затруднено или невозможно, а также, если необходимо упрощенное задание поверхности. Тогда встает задача выбора метода моделирования для создания методики, учитывающей особен- С« ности конкретной задачи. Актуальность проблемы Для создания и поддержания сверхвысокого безмасляного вакуума в таких системах, как экспериментальные установки термоядерного синтеза, имитаторы космоса, установки физики твердого тела, системы микроэлектроники, ускорительно-накопительные комплексы и т.д., используются сорбенты. Свойства сорбентов будут определять откачные характеристики вакуумной системы, обеспечивающей проведение технологического процесса. В процессе эксплуатации на сорбенты воздействуют различные факторы, которые могут приводить к ухудше9 нию сорбционных характеристик, уменьшению, вследствие этого, сроков эксплуатации вакуумного оборудования или даже к выходу из строя всей системы целиком. В связи с этим, на этапе проектирования систем необходимо знать исходные свойства и характеристики сорбентов, влияние на эти характеристики условий получения сорбентов, а также возможное ухудшение свойств сорбентов в процессе эксплуатации. Химическая природа и структура поверхности будут определять сорбционные характеристики сорбента. Таким образом, одним из важных направлений исследований в данной области является анализ структуры поверхности сорбентов, ее количественное описание для выявления тенденций изменения ее характеристик в зависимости от различных факторов. В экспериментальных установках термоядерного синтеза применяются три основных вида сорбентов: активированные угли, геттеры и криослои легкокон- денсируемых газов. Активированный уголь на данный момент считается одним из лучших сорбентов. Он используется в качестве криосорбента в системе первичной откачки ИТЭР. В процессе эксплуатации слой криосорбента, наряду с типичным для крио- сорбционных насосов фактором циклического термомеханического воздействия в режимах откачка регенерация, испытывает также специфическое деструктивное влияние трития, которое связано с бэта-облучением сорбента и накоплением в нем радиогенного гелия-3. Эти обстоятельства особо существенны ввиду жестких требований к ресурсу криосорбционнных панелей и стабильности их вакуумнофизических характеристик. В связи с этим большое значение имеет изучение 10 влияния различного рода воздействий на свойства криосорбентов из активированного угля, в том числе на структуру его поверхности. В вакуумной системе ИТЭР используются также нераспыляемые геттеры для откачки Нг. Альтернативным видом сорбентов в области термоядерного синтеза являются криослои десублимированных газов. Преимуществами данного рода сорбентов перед другими являются простота формирования и регенерации, отсутствие пыли. Адсорбция на криослоях легкоконденсируемых газов является одним из перспективных методов откачки трудноконденсируемых газов (таких как Не, Не). Криослои в качестве сорбентов используются, например, в экспериментальной установке JET (Англия). Сорбционные характеристики криослоев в значительной мере зависят от условий формирования. Таким образом, для получения сорбентов, обладающих наилучшими сорбционными характеристиками, необходимо уметь предсказывать форму поверхности и изменение ее в зависимости от условий осаждения криослоев. Сорбенты являются объектами со сложной структурой поверхности, данные о которой приходится получать по косвенным данным из экспериментов по сорбции. Однако проведение таких экспериментов сложная, энергоемкая и дорогостоящая задача. В связи с чем, в определенных случаях возможным путем упрощения решения задачи является изучение свойств сорбентов по состоянию внешней поверхности. Метод сканирующей зондовой микроскопии, появившийся сравнительно недавно, позволяет помимо изображения поверхности получать количественные характеристики для дальнейшего сравнения степени воздействия на