И.Н.Бекман

ТЕРМОДЕСОРБЦИОННАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И МЕТОД ТЕРМОСТИМУЛИРОВАННОГО ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ В ДИАГНОСТИКЕ МАТЕРИАЛОВ

Курс лекций

Москва, 2003

Содержание

Предисловие.
1 Классификация экспериментальных методов термодесорбционной спектроскопии, ТДС. Определение понятий. Сферы применения различных вариантов.
2. Метод термодесорбционной спектроскопии.
Термодинамика и кинетика адсорбции. Методы приготовления образцов и их предварительная диагностика. Аппаратура для десорбционной спектроскопии. Методика эксперимента: ступенчатый нагрев, импульсный нагрев (флаш десорбция, линейное и пилообразное нагревание. Метод дробной дегазации). Феноменологическая теория метода.
3. Электронно-стимулированная десорбция.
Основные механизмы ЭСД. Электроно - стимулированная десорбция с угловым распределением ионов. Примеры.
4. Фотонно-стимулированная десорбция. Сущность метода. Аппаратура методика проведения эксперимента. Десорбция. стимулированная лазерным излучением. Примеры.
5. Термостимулированное газовыделение. (Термодиффузионная спектроскопия).
Методы введения газового зонда в материалы: ионная бомбардировка, диффузия из газовой фазы, введение газа в ходе приготовления образца или твердофазных превращений. Структурные и химические изменения материала в ходе введения зондов: радиационные эффекты в кристаллических структурах, твердофазные превращения под действием ядерных излучений и ионной бомбардировки. Характеристики меченых образцов. Аппаратура для изучения процессов газовыделения. Методика проведения эксперимента: программированный нагрев. Механизмы десорбции и феноменологическое описание диффузионных процессов. Формальный порядок реакции термодесорбции. Десорбционные процессы со спектром энергий активации. Применение программированного нагрева для разрешения и интерпретации сложных ТД-спектров. Примеры.
6. Метод радиоактивной газовой метки.
Способы введения газообразных радионуклидов в твердые тела: использование эффекта отдачи, образование газов за счет ядерных реакций или распада материнского радионуклида, ионная бомбардировка. Радиохимические методы исследования процессов газовыделения: контроль газовой и твердой фаз. Учет процессов радиоактивного распада и накопления, рассеяния и поглощения излучения. Комплексный эманационно-термический анализ. Примеры применения.
7. Способы обработки и интерпретации термодесорбционных спектров. Комплексы программы для управления экспериментом, обработки и интерпретации результатов. Предварительная обработка данных: сглаживание, нормировка, учет инерционности системы регистрации. Предварительная оценка параметров. Выбор адекватной модели процесса. Планирование ТД-экспериментов. Определение математической и физической моделей процесса. Определение ошибок параметров. Количественная информация о структуре и составе поверхности, а также о структурных превращениях в объеме исследуемого материала.
8 Применение термодесорбционной спектроскопии в исследовании поверхности твердых тел.
Определение топологической и энергетической неоднородности поверхности, а также энергетических характеристик латеральных взаимодействий между молекулами адсорбата. Методы изотопного обмена. ТДС в адсорбции: определение спектров энергий активации адсорбции. Примеры: адсорбция водорода металлами; адсорбция инертных газов металлами, оксидами, стеклами и керамикой: ТДС в катализе.
9. Метод термодесорбционной дефектоскопии в диагностике твердых тел и твердофазных процессов. Дефектоскопия твердых тел. Исследование структуры тонких приповерхностных слоев и происходящих в них процессов.
Диагностика функциональных материалов химической промышленности: адсорбенты, катализаторы, мембраны, рабочие элементы мембранного катализа. Исследование твердофазных процессов: полиморфные превращения, фазовые и изофазовые превращения, твердофазные реакции. Примеры.
10. Термодесорбционная спектроскопия и метод термостимулированного газовыделения в изучении конструкционных материалов.
Материалы водородной энергетики. Композиты на полимерной основе. Диагностика ТВЭЛов (свеллинг). Конструкционные элементы ядерных и термоядерных установок. Изучение процессов зарождения и развития газовой пористости. Проблема 1-й стенки термоядерного реактора (блистеринг).
11 Перспективы развития десорбционного метода и метода термодиффузионной спектроскопии в области материаловедения.

Литература

1. В.Балек, Ю.Тельдеши. Эманационно-термический анализ. М.:Мир, 1986
2. Л.Л.Кунин и др. Проблемы дегазации металлов. М.: Наука, 1972

Аннотация



Hosted by uCoz