Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1097714), страница 17

Файл №1097714 Диссертация (Мессбауэровская спектроскопия функциональных железосодержащих нанокомпозитов) 17 страницаДиссертация (1097714) страница 172019-03-13СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

влияет на механизмфазообразования, происходящего в граничной зоне соприкасающихся частиц.Известно, что при комнатной температуре водород в твердой фазе железа нерастворяется. В работах группы Понятовского [276-277] было показано, что дляобразования гидрида железа FeH необходимо создать давление водорода до 7GPa притемпературе около 250С. Полученный гидрид железа нестабилен – при повышениитемпературы выше 150 К переходит в α-Fe- и неустойчив при механическихвоздействиях : водород чрезвычайно легко выходит из него. Но растворимость водорода вжелеза зависит не только от давления газовой фазы и температуры, но и от чистотыметалла, дефектности его структуры и характера распределения дислокаций. Как былопоказано в работах [278-279], водород активно взаимодействует с такими дефектамиструктуры, как микротрещины, дислокации, скопления дефектов, межзеренные границы.При механическом размоле железа образуются множественные границы с высокимсодержанием дефектов и, на наш взгляд, создается благоприятная возможность длявнедрения водорода, образующего атмосферу размола, именно в граничную областьнанокристаллического железа.Проводилось исследование 2х серий образцов н.к.

железа:oВ 1 серии анализировались образцын.к. железа, полученные одним и тем жеметодомдиспергированиямеханическойактивациипорошкажелеза в шаровой мельнице, но вразличающихся рабочих атмосферах:активной (водород) и инертной (аргон).Период активации в обоих случаях былодинаковым (2 и 8 ч).o Во2-йсериианализировалисьобразцы н.к. железа содинаковымразмером зерна 13 нм, но полученныеразными методами диспергирования:восстановлениемизРисунок 4.1.Дифрактограммы исходногосостояния карбонильного железа (1), железа,полученного механическим измельчением вводороде в течение 2(2) и 8 часов (3)порошкагидроксида железа в токе горячего водорода и механической активацией порошка железав атмосфере водорода.85Механическое измельчение высокочистого карбонильного железа (с сумарнойпримесью кислорода и углерода меньше 0.01%)проводилось в высокоэнергетичнойшаровой мельнице планетарного типа.

Соотношение масс шаров и порошка железа 20:1.Химическое диспергирование гидроксида железа в токе горячего водорода проводилосьпо методике [280] при температуре 600оС.Рентгеновские исследования (Рис.4.1) показали, что дифракционные линииобразцов размолотого железа шире и менее интенсивны по сравнению с линиями надифрактограммах исходного карбонильного железа, что обусловлено уменьшениемразмера зерна и ростом уровней микронапряжений в структуре. Проведенный расчетсредних размеров ОКР, являющихся фактически размерами кристаллитов, уменьшаютсясо временем размола (табл.4.1.) до 28 и до 16 нм в атмосфере аргона; и до 20 и 13 нм вводороде после 2 и 8 ч размола соответственно.

Процесс механического измельченияжелеза в водороде сопровождается также ростом уровня напряжений в структуре: после 2ч механоактивации напряженияувеличиваются в 1.5 раза, а после 8 часовмеханоактивации – в 6 раз до значения (4.3±0.02)*10-3. Все это свидетельствует обувеличении степени дефектности структуры.Таблица 4.1. Структурные характеристики железа до и после размола в водороде,рассчитанные по данным рентгендифракционных измерений с использованием CuKα излучения:D- размер ОКР, η – уровень напряженийИсходноеОбработкаРазмол в Н2Размол в ArкарбонильноежелезоВремя размола ,ч02828D [нм]42±220±213±228±216±2η∙10-30.7±0.21.2±0.24.3±0.27.3±0.28.0±0.2Нарис.4.2.представленыдетальноисследованные профили линии отражения 200для обеих серий образцов. Как видно из рисунка,для нанокристаллического железа, размолотого вводороденаблюдаетсясдвигструктурныхРисунок 4.2.

Кривые дифракционного отражения200 для исходного карбонильного железа(1), железа, полученного механическимразмолом в водороде (а) в течение двух (2)и восьми (3) часов и в аргоне (б) в течениедвух (4) и восьми (5) часов.86максимумов в сторону больших углов дифракции 2θ. Величина этого смещения послеразмола в течение восьми часов оказалась больше, чем после двухчасового размола.Дифракционные линии железа, размолотого в аргоне, таких смещений не имели.Полученные данные означают, что при размоле железа в атмосфере водородамежплоскостные расстояния не увеличиваются (как происходило бы при растворенииводорода), а уменьшаются, причем на вполне ощутимую величину 8*10-3А (0.3%).Подобныйпохарактеруэффектранеенаблюдался при насыщении водородом Рd иего сплавов [281].

Обнаруженное явлениесвязаноспоглощениемводородадефектными комплексами вследствие болеевысокойэнергиисвязиводородасдефектами. В результате этого длина связиFe-Fe в присутствии водорода в дефектныхобластяхстановитсяменьше,чемвидеальном Fe, что и объясняет эффектуменьшения межплоскостного расстояния.Исследования(рис.4.3)порошинокмикротопографиижелезаметодомрастровой электронной микроскопии (РЭМ)показали,чтоисходныешарообразныечастицы карбонильного железа с размерами3-5 мкм, собранные в конгломераты сразмерами не менее 10 мкм (рис.4.3 а), подвоздействием локальных вспышек давленияидеформацийпри размолестановятсяпластинчато-вытянутыми.

После 2 часовразмола в Н2 их средние линейные размерыстановятся равными 100-250 мкм притолщине 10-15 мкм (рис.4.3 б). Пластинкиимеют сложную структуру: они состоят измалыхплоскихлинейнымиблоковразмерамисо10-13среднимимкмРисунок 4.3. Микрофотографии образцовнанокристаллическогожелеза:карбонильное железо в исходном состоянии(а), размол карбонильного железа вводороде в течение двух (б,в) и восьми (г, д)часов, размол карбонильного железа варгоне в течение двух (е, ж) и восьми (з, и)часови87толщиной порядка 2-3 мкм, разделенных микротрещинами (рис.4.3.в). При сравненииобразцов , полученных в Ar2 и H2, выявляется большая толщина пластинок, размолотых винертной атмосфере (рис. 4.3 е, ж). При этом несколько больше и их линейные размеры.Увеличение времени размола до восьми часов, как видно из микрофотографий, вызываетразительное отличие в морфологии частиц, полученных в атмосфереAr2 и в H2.Измельченные в аргоне частицы железа (рис.

4.3 з, и) имеют вид еще более тонкихрасплющенных пластин размером до 200 мкм, а полученные в водороде частицы (рис.4.3г, д) приобретают форму продолговатых ограненных окатышей размером 10-100 мкм. Ихповерхность имеет нерезкие (как бы аморфные) очертания. О более быстром измельчениижелезаватмосфереводородасвидетельствуеттакжеиполученныерентгендифракционные данные по размеру зерна.Анализ зависимостей намагниченности насыщения от приложенного внешнегополя для обеих серий образцов размолотого в водороде и в аргоне н.к. железа (рис. 4.4а,б) показал, что достижение максимального значения намагниченности насыщениянаблюдается в меньших полях по сравнению с исходным поликристаллическим железом.Само же значение намагниченности насыщения σS для размолотого н.к.

железа с ростомвремениразмолавпределахошибкисохраняетсятакимже,какдляполикристаллического железа.Значение коэрцитивной силы Hc, характеризующее остаточную намагниченностьжелеза, для исходного карбонильного железа равно 1.8 Э и растет со временем размола.Коэрцитивная сила (Hc) в размолотом в аргоне н.к железе увеличивается после двухчасов размола в 1,5 раза и сохраняет это значение и после 8 часов размола, в отличие отскачкообразного ( в 7 раз) роста Hсв н.к.

железе, размолотом в течение 8 часов вводороде.Рисунок 4.4. Полевые зависимости намагниченности насыщения: а- исходное карбонильное железо(1), железо, размолотое в водороде в течение 2 ч (2) и в течение 8 ч(3), б- железо размолотое в аргоне88в течение 2 ч.

(1) и в течение 8 ч(2), в – карбонильное железо (1) и НК-железо, полученноевосстановлением гидрокисда железа в водороде , d=13Мессбауэровские спектрыСпектр исходного состояниядля двух серий образцов представлены на рис.4.5.железа описан одним секстетом с параметрами,характерными для поликристаллического α-Fe. Спектры н.к. размолотого железаразложены нами в модели Герра и Гонзера [282] суммой двух компонент - секстетов,обусловленных атомами кристаллического зерна и граничной области между зернамикристаллитов. Структура граничной области определяетмессбауэровские параметрысоответствующей компоненты см.

табл.4.2, а ее площадь S в% - долю граничной области вобразце. С ростом времени размола доля подспектра границы увеличивается, а такжеизменяются и его параметры: значения эффективного магнитного поля уменьшаютсяпараллельно с ростом ширины линии подспектра границы.Увеличение со временем размола значения ширины линии подспектра границы дозначения 2Гэксп можно объяснить тем, что в граничной области с ростом дефектовобразуются различные расстояния между атомами Fe, каждому из которых соответствуетсвое значение эффективного магнитного поля.

Именно наличие распределения значенийэффективных магнитных полей приводит к уширению спектральных линий граничнойобласти. Уменьшение значений эффективных магнитных полей можно объяснить тем, чтоближайшие расстояния между атомами железа сталибольше, чем в металлическомжелезе, что согласуется с представлениями об уменьшенной плотности граничнойобласти.Параметром, характеризующим состояние граничной области является изомерныйсдвиг. Как известно, изомерный сдвиг в мессбауэровском спектре определяетсяследующим образомδ≈∂R/R(|Ψ(0)|2a-|Ψ(0)2s ),где |Ψ(0)|2a и |Ψ(0)|2s- плотности s-электронов на ядре для поглотителя и источника, а ∂R/Rопределяет различия в радиусе ядра в основном и возбужденном состоянии.

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6513
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее