Рентгенодифракционный комплекс для контроля структурно-фазовых изменений в материалах при динамических процессах в газовых средах

Сыртанов, Максим Сергеевич
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………. 4
ГЛАВА 1. РЕНТГЕНОВСКАЯ ДИФРАКТОМЕТРИЯ С РАЗРЕШЕНИЕМ ПО ВРЕМЕНИ……………………………………………………………… 12
1.1 Основы рентгеноструктурного анализа поликристаллических материалов …………………………………………………………………………………………… 12
1.2 Особенности in situ дифрактометрии при высокой температуре 17 1.3 Современные комплексы для исследования и контроля
структурно-фазовых изменений в материале…………………………………………. 25
1.3.1 Экспериментальные станции дифрактометрии с временным разрешением Сибирского центра синхротронного и терагерцового излучения …………………………………………………………………………………………. 26
1.3.2. Станции Курчатовского специализированного источника синхротронного излучения «КИСИ-Курчатов»………………………………….. 31
ГЛАВА 2. ДИФРАКЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЕЖИМЕ IN SITU С РАЗРЕШЕНИЕМ ПО ВРЕМЕНИ………………………………………………….. 39
2.1 Схема дифракционного комплекса …………………………………………. 39
2.2 Отработка методики получения дифрактограмм с разрешением по времени………………………………………………………………………………………………… 47
2.3 Апробация дифракционного комплекса на технически чистом титане…………………………………………………………………………………………………… 52
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФАЗОВЫХ И СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В РЕЖИМЕ IN SITU С РАЗРЕШЕНИЕМ ПО ВРЕМЕНИ НА РАЗРАБОТАННОМ ДИФРАКЦИОННОМ КОМПЛЕКСЕ .. 61
3
3.1 Фазовый состав и структура циркониевого сплава Zr1%Nb с
осажденным слоем никеля в процессе газофазного наводороживания …… 61 3.1.1 Постановка задачи …………………………………………………………… 61 3.1.2 Материал и методы исследования ……………………………………. 62 3.1.3 Результаты и их обсуждение ……………………………………………. 64
3.2 Фазовые и структурные изменения в титановом сплава Ti-6Al-4V с субмикрокристаллической структурой при насыщении водородом из газовой фазы ………………………………………………………………………………………… 68
3.2.1 Постановка задачи …………………………………………………………… 68 3.2.2 Материал и методы исследования ……………………………………. 69 3.2.3 Результаты и их обсуждение ……………………………………………. 70
3.3 Эволюция структуры и фазовые изменения в двухфазных титановых сплавах полученных методом электронно-лучевого сплавления …………………………………………………………………………………………………………….. 76
3.3.1. Постановка задачи ………………………………………………………….. 76 3.3.2. Материалы и методы исследования…………………………………. 78 3.3.2. Результаты и их обсуждение …………………………………………… 79
Заключение …………………………………………………………………………………….. 98 Список сокращений и условных обозначений………………………………… 100 Список использованной литературы ……………………………………………… 101 Приложение А ………………………………………………………………………………. 116

Одной из важнейших задач современного материаловедения является создание новых функциональных материалов и технологических процессов. Важным требованием к разрабатываемым материалам является необходимость эксплуатации в экстремальных условиях, включающих низкие или высокие температуры, агрессивные среды (химические, радиационные и другие), большие механические нагрузки, высокое давление и т.д. Оценка изменений физико-механических свойств и структурно- фазового состояния материалов в процессе эксплуатации в агрессивных средах осуществляется с использованием наиболее передовых физико- химических методов. Базовым и наиболее востребованным методом диагностики материалов является рентгеновская дифрактометрия [1, 2]. Данный метод получил широкое применение за счет простоты и экспрессности получения данных о структуре и фазовом составе исследуемого материала.
На сегодняшний день данные о структурных и фазовых изменениях в материалах непосредственно при контакте с агрессивной средой при повышенных температуре и давлении представляет не только фундаментальный, но и практический интерес, так как на их основе открывается возможность прогнозирования и оценки их физико- механических свойств [3, 4]. Экспериментально такая информация может быть получена из данных in situ дифракционных измерений. Подавляющее большинство подобных исследований проводится на источниках синхротронного излучения, что обусловлено высокой интенсивностью пучка, его малой расходимостью и непрерывным спектром в широком диапазоне энергий фотонов [5]. Однако, все источники синхротронного излучения представляют собой циклические ускорители со сложными системами инжекции, коллимации и вывода пучка электронов, что существенно
5
ограничивает их широкое применение в системах оперативного контроля.
В настоящий момент развитие аппаратного обеспечения рентгеновских дифрактометров, а именно, систем коллимации пучка, высокоскоростных приборов детектирования излучения, а также большого числа приставок и держателей образцов со специальной конструкцией для проведения исследований в жестких условиях (высокая температура, вакуумная или воздушная среда и т.д.), дает возможность проводить измерения в режиме in situ с разрешением по времени. Несмотря на это, лабораторные серийные дифрактометры, позволяющие исследовать структурно-фазовые состояния материалов под действием агрессивной среды в широком диапазоне температур в режиме in situ, не достаточно разработаны.
Таким образом, для исследования и контроля фазового состава и структурных изменений в поликристаллических материалах с разрешением по времени в условиях агрессивных сред и повышенной температуры необходимо дальнейшее совершенствование экспериментальной базы, позволяющее проводить дифракционные измерения соответствующие мировому уровню.
Степень разработанности темы.
На сегодняшний день для исследования структурно-фазовых превращений в условиях агрессивных сред и высокой температуры было разработано большое количество экспериментальных станций, большая часть из которых спроектирована на источниках синхротронного излучения. Значительный вклад в разработку экспериментальных комплексов и ввод их в эксплуатацию внесли научные коллективы под руководством Кулипанова Г.Н., Толочко Б.П., Шмакова А.Н., Зубавичуса Я.В., Велигжанина А.А., Корнеева В.Н., Bosenberg U., Castro G., Ren Y. и других. Вопубликованных работах описаны и реализованы системы для исследования структурных и фазовых изменений в материалах под действием агрессивных сред и в широком диапазоне температур на источниках синхротронного излучения, отработаны методики получения

6
дифрактограмм в режиме in situ, а также проведено существенное количество
экспериментов по исследованию современных функциональных материалов. Тем не менее, анализ литературных данных свидетельствует об отсутствии компактных комплексов для in situ исследований на базе лабораторных источников излучения, что открывает перспективы их использования для контроля и оценки эксплуатационных свойств материалов, как в научных лабораториях, так и на производстве. Исходя из этих соображений, были сформулированы цели и задачи настоящей диссертационной работы.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету