Вопрос 15. Уровни структуры и методы их исследования (1,2,4)
Уровни структуры:
1) макроуровень-весь образец-метод исследования макроанализ
2)мезоуровень(микроуровень)- зерно -метод исследования микроанализ
3)наноуровень-атом-метод исследования зондовые методы
Соответствующие методы рассмотрены в вопросах 1,2,4
Вопрос 16. Объекты для исследования структуры образца
Объектом исследования называют изучаемый процесс, агрегат, физическое явление. Он должен быть воспроизводим и управляем.
Факторами называются независимые величины, с помощью которых можно воздействовать на исследуемый объект. Факторы могут принимать определœенные значения, которые называются уровнями.
Количественно найденная характеристика процесса, обычно показатель, наиболее полно отражающий его сущность или эффективность, принято называть параметром оптимизации или функцией отклика.
Методы планирования эксперимента позволяют установить зависимость между рядом факторов и одним параметром оптимизации, к примеру, между температурой плавления стали и ее химическим составом.
Изучаемый объект описывается моделью в виде полинома первого, второго или третьего порядка. Коэффициенты модели определяют методом наименьших квадратов.Параметр оптимизации должен быть единственным и однозначно характеризовать существенное свойство объекта. Из нескольких величин удовлетворяющих этим требованиям, выбирают ту, которая поддается более точному измерению.При планировании эксперимента устанавливают 2-3 уровня факторов. Обычно задают минимальное, среднее и максимальное значение.Для объектов, характеризуемых К - факторами, имеющими только по 2 уровня, общее количество возможных опытов равно 2к, а при трех уровнях 3к. Эксперимент, в котором реализуются всœе возможные сочетания уровней факторов, называются полным факторным экспериментом.Для металлургических процессов характерно большое число факторов, влияющих на изучаемое явление. Эффективность полного факторного эксперимента резко снижается с ростом числа факторов, т.к. значительно увеличивается количество опытов. Минимальное число опытов должно быть на единицу больше числа факторов.
|
|
|
Вопрос 17. Методы анализа структуры поверхности
Металлографический и рентгеноструктурный анализы используются для изучения кристаллической структуры объектов. С помощью металлографического анализа изучаются изменения макро- и микроструктуры металлов и сплавов в связи с изменением их химического состава и условий обработки. Рентгеноструктурный анализ позволяет определять ориентацию и размеры кристаллов, их атомное и ионное строение, измерять внутренние напряжения, изучать превращения, происшедшие в материалах под влиянием давления, температуры, влажности, и на основании полученных данных судить о «биографии», источнике происхождения, способе изготовления той или иной детали, по разрушениям определять причины пожара, взрыва или автодорожного происшествия.
|
|
|
Вопрос 18. Прямые и косвенные методы анализа структуры
Прямые методы: металлографический (макро-и микроструктурный) анализ, электронномикроскопический анализ, рентгеноструктурный и нейтронографический анализы позволяют определить непосредственно параметры структуры (форму и размер зёрен, количество фаз, плотность дефектов, тип и периоды кристаллической решётки и т.д)
Косвенные методы : магнитный, электрический, ультразвуковой, акустический и др. позволяют судить об изменении структуры материалов по изменению физических характеристик ( электропроводность, магнитная проницаемость и др.) Любой аналитический процесс начинается с постановки задачи и выбора метода анализа обеспечивающего максимальную точность, позволяющего учесть число и природу мешающих факторов.
Пример.Для исследования металлографических объектов в электронном микроскопе просвечивающего типа используются прямой и косвенный методы. Прямой метод заключается в исследовании очень тонких слоев металла (фольг), прозрачных для пучка электронов. Этим методом удается обнаружить различные дефекты в кристаллической решетке, главным образом дислокации. Косвенные методы исследования структуры осуществляются с помощью отпечатков-реплик, которые воспроизводят рельеф поверхности шлифа. Реплики получают нанесением на поверхности шлифа раствора фотопленки в амилацетате или путем напыления угля в вакууме. Полученная тем или иным способом реплика отделяется от шлифа при погружении образцов в травящий раствор, после чего ее помещают в электронный микроскоп. При прохождении электронного луча через реплику благодаря неодинаковому рассеянию электронов в разных ее участках на экране электронного микроскопа воспроизводится рельеф поверхности шлифа. Разрешение, достигаемое на репликах, составляет от нескольких десятков до нескольких сотен ангстремов.
|
|
|
Очень близок по устройству к электронным микроскопам электронограф. Большинство электронных просвечивающих микроскопов может работать в режиме электронографа. При этом электроны с помощью магнитных линз собираются в очень узкий пучок, который наводится на обнаруженную заранее деталь структуры. Получающаяся дифракционная картина подобна той, которая возникает при рентгеновском анализе по методу Лауэ. По электронограмме можно определить кристаллографические параметры очень мелких частиц и тонких пленок, которые не поддаются рентгеноструктурному анализу из-за соизмеримости длин волн рентгеновского излучения и геометрических размеров частиц и пленок.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 437; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!