Представлено результати експериментального і теоретичного дослідження механізму утворення іонних димерів з матеріалу катода в плазмі жевріючого розряду в комірці, охолоджуваній рідким азотом. Мас-спектрометричні дослідження проводили при постійній напрузі, постійному тиску і постійному розрядному струмі, в той час як два інших параметри змінювали. Показано, що іонні димери утворюються згідно з механізмом Ліндемана через проміжний метастабільний кластер, який переходить у кінцевий продукт по мономолекулярній реакції з випромінюванням, а розклад відбувається внаслідок зіткнень збуджених і стабільних іонних димерів з атомами аргону. Результати досліджень використовуються для математичного моделювання мас-спектрів при аналізі чистих металів і сплавів.

Індекс рубрикатора НБУВ: К232.208-1 с3 + К235.308-1 с3

Рубрики:

Вплив легувальних елементів і домішок на структуру і властивості нікелю та його сплавів

Шифр НБУВ: Ж21854 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив параметрів жевріючого розряду постійного струму на відносні фактори чутливості у ході мас-спектрометричного елементного аналізу алюмінієвих сплавів. Варіювання параметрів - струму, напруги та тиску аргону - в разі підтримання постійним одного з них показало, що основним чинником, який впливає на точність вимірювань є тиск аргону, за зміни якого в діапазоні 70 - 140 Па вимірювані значення концентрацій для більшості елементів зростають на 15 - 30 %. На підставі порівняння залежностей іонних струмів легуючих елементів і струму алюмінію показано, що спостережений ефект зумовлений розсіянням іонів унаслідок резонансної перезарядки на атомах аргону та власних атомах елементів. Розроблений метод дає змогу визначати основні легуючі компоненти та мікродомішки з відносною похибкою 2 - 4 %, що зумовлена головним чином неоднорідностями розподілу елементів у зразку.

Розглянуто реакції утворення вуглецевих та аргон-вуглецевих молекулярних іонів у кріо-охолоджуваній комірці жевріючого розряду. Показано, що константи рівноваги реакцій утворення багатоатомних вуглецевих молекулярних іонів на 2 - 3 порядки вище в реакціях молекула - молекулярний іон, ніж в реакціях молекула - іон вуглецю. Запропоновано математичну модель та програму для математичного моделювання мас-спектрів. Проведено розрахунки концентрацій молекулярних іонів, які утворюються під час мас-спектрометричного аналізу вуглецевих матеріалів, забруднених домішками Fe, Ni та інших елементів.

Розроблено метод кількісного елементного аналізу сплавів Co - Cr - Mo, які використовуються для виготовлення хірургічних імплантантів, із застосуванням мас-спектрометрії жевріючого розряду. Розглянуто вплив молекулярних іонів та оцінено межі чутливості методу за визначенням домішок токсичних елементів. Запропоновано метод розрахунку концентрацій молекулярних іонів, який дозволяє істотно підвищити надійність аналізу. Показано, що збільшення тиску аргону та струму розряду суттєво знижує відносні концентрації молекулярних іонів і дозволяє підвищити чутливість аналізу.

Розглянуто вплив структури алюмінієвих сплавів на результати визначення силіцію за допомогою методів мас-спектрометрії із жевріючим розрядом та рентгенівської флуоресценції. Показано, що збільшення розмірів мікрокристалів силіцію призводить до завищених значень його вмісту. На підставі вивчення кінетики зміни концентрації іонів силіцію у плазмі жевріючого розряду показано, що під дією катодного розпилення відбувається реконструкція поверхневого шару. Кінетика цих процесів відмінна для бінарного (з 3 % силіцію) та багатокомпонентних сплавів. Запропоновано метод усунення структурного впливу на визначення концентрації силіцію, який базується на попередній обробці поверхні мікросекундним імпульсним розрядом, у результаті чого утворюється дрібнокристалічний поверхневий шар товщиною 20 - 50 мкм. Це дозволяє усунути структурні ефекти та одержати вірні дані щодо вмісту силіцію.

Розроблено методику визначення мікродомішок у високочистому порошку оксиду алюмінію, який використовують для вирощування монокристалів сапфіру. Аналіз проведено на мас-спектрометрі з жевріючим розрядом VG9000, котрий забезпечує чутливість на рівні sub-ppm. Для аналізу непровідних проб застосовано високочисту Ta-фольгу як вторинний катод. Вивчено вплив факторів, які визначають чутливість аналізу. За допомогою математичного моделювання розраховано вплив молекулярних іонів на результати аналізу. Визначено ізотопи, котрі забезпечують необхідну чутливість і точність аналізу. Метод дозволяє відрізняти домішки, адсорбовані поверхнею частинок, від тих, що входять до складу кристалічної гратки.

Ключ. слова: композиційний матеріал Cu - Cr, мас-спектрометрія жевріючого розряду, пошаровий аналіз, мікродомішка
Індекс рубрикатора НБУВ: К663.030.022-18

Рубрики:

Металізація металів у вакуумі

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто особливості мас-спектрометричного аналізу ізотопних співвідношень селену з використанням жевріючого розряду (ЖР) в атмосфері аргону як джерела іонів матеріалу зразка. За допомогою математичної моделі розраховано склад плазми ЖР з метою оцінки впливу молекулярних іонів на інтенсивності іонних струмів ізотопів селену та визначення необхідної роздільної здатності приладу. Обговорено методи пробопідготовки у ході аналізу порошків непровідних матеріалів.

Розраховано типи та концентрації іонних поліатомних кластерів в плазмі жевріючого розряду при катодному розпиленні нержавіючої сталі типу Х13Н10Т в аргоні. Представлено інтерпретацію мас-спектрів в області мас ізотопів ряду елементів, які використовують для мікролегування сталей. Розрахунки виконано для високого газового фону, властивого пресованим таблеткам порошкових матеріалів. Проаналізовано роздільну здатність мас-спектрометра, яка забезпечує необхідну чутливість визначення рідкісно- та лужноземельних металів, B, V, Zr, Nb та Mo.

Спектроскопічними вимірюваннями та за допомогою математичної моделі досліджено склад і параметри іскрової плазми при нанесенні електроіскрових покриттів за допомогою установки "Елітрон-22". Виміряно ефективну температуру та електронну концентрацію на осі розряду при максимальному значенні імпульсу струму. Показано, що під час нанесення покриття за допомогою композиційних електродів Ag - C та Ag інтенсивності спектральних ліній атомів та однозарядних іонів пропорційні швидкості ерозії анода. Розраховано тиск в імпульсі у струмовому каналі з урахуванням пінч-ефекту (~ 1 МПа). Показано, що ефективна температура матеріалу у зоні анодної плями відповідає температурі кипіння срібла при знайденому тиску (~ 3200 - 3300 К). За допомогою математичної моделі досліджено вплив швидкості випаровування матеріалу анода і потужності розряду на концентрацію електронів, атомів та іонів матеріалу анода, інтенсивності їх спектральних ліній. Запропонований метод дає можливість оцінити ефективність переносу в паровій фазі при електроіскровому нанесенні покриттів. Розроблено методику спектрального визначення вмісту вуглецю в композиційному матеріалі Ag - C з використанням двозарядних іонів срібла та вуглецю.

Установлено основні закономірності зв'язку між складом, параметрами плазми жевріючого й іскрового розрядів і матеріалом електродів за умов мас-спектрометричного й емісійного спектрального аналізу металевих і керамічних матеріалів. З'ясовано механізм реакцій утворення іонних димерів у плазмі жевріючого розряду в Ar. Запропоновано концепцію ефективних констант рівноваги (ЕКР) для розрахунку концентрацій поліатомних заряджених кластерів. Проведено вимірювання ЕКР і створено атласи молекулярних інтерференцій за результатами аналізу певних сплавів, інтерметалідів, керамічних матеріалів і техногенних відходів. Досліджено роль домішкових центрів у механізмі формування вакуумних Cu - Cr конденсатів. Показано, що в бінарних системах з низькою взаємною розчинністю виникають автоколивання потоків конденсації, що призводить до утворення шаруватих структур. Створено математичну модель й одержано самоузгоджені значення параметрів, складу плазми іскрового розряду в повітрі й інтенсивностей спектральних ліній як функцій потужності розряду, тиску, швидкості випаровування та складу електродів. Відзначено, що результати досліджень доцільно використовувати у разі проведення емісійного спектрального аналізу, вивчення ерозії електричних контактів.

The Monte Carlo simulation and experimental study are used to investigate the structure formation of Cu-Cr sandwiched condensates obtained by electron-beam evaporation. A 3-D model based on the assumption of a competitive growth of crystal grains from components having a bounded solid solubility is proposed. The crystal growth is described by a stochastic Poisson process where the probability for an atom to hit a crystal or a nucleus of crystallization is a function of the size and position of the crystal among other crystal grains. Calculations show that the assumptions proposed result in the self-maintained oscillations of condensation fluxes and the formation of sandwiched condensates, each film of which consists of a colony of nanosized columnar grains with the major axis directed along the condensation flux. In view of the modeled structures and the composition of crystallites, the results of calculations of the resistivity of layers are discussed.

Розглянуто питання визначення частотного фактора у відомій формулі Ейрінга - Полані в теорії активованого комплексу. Одержана у напівкласичному наближенні ця формула для переходу частинки через потенційний бар'єр не містить характеристик бар'єра (енергії, протяжності), що суперечить сучасним уявленням. Показано, що послідовне дотримання принципів квантової механіки призводить до знаходження цього коефіцієнта з співвідношення невизначеності Гайзенберга для енергії. Розглянуто застосування запропонованої формули на прикладі переходу атомів через потенційний бар'єр при випаровуванні деяких елементів у вакуумі.

Розглянуто механізм спонтанного утворення шаруватих конденсатів під час електронно-променевого випаровування з окремих тиглів і подальшої конденсації бінарних металевих систем. Моделювання за допомогою кінетичного методу Монте-Карло росту кристалітів показує, що конкурентний механізм призводить до нелінійної залежності швидкості росту кристалітів кожної фази від густини потоків. Розрахунок масопереносу свідчить, що внаслідок відбиття від поверхні конденсату частини потоку атомів на поверхні ванн може утворюватися екрануюча плівка з більш тугоплавкого компонента, завдяки якій створюється зворотний зв'язок між швидкістю випаровування компонентів і складом конденсату. Показано, що за певних умов це призводить до виникнення автоколивань, аперіодичного або стохастичного режимів конденсації. Разом с флуктуаціями температури ванн це може призводити до появи шаруватих структур зі складною ієрархією товщини шарів, які спостерігаються в реальних конденсатах.

Проведено аналіз існуючих геоінформаційних систем, їх можливості та сфери застосування, виявлено тенденції до розробки глобальних геоінформаційних систем, з потужними апаратом аналізу на основі зібраних даних та візуалізації результатів. Проте не реалізовано потенціал обробки цифрових зображень у поєднанні з геоданими і загальний рівень складності використання систем є досить високим. Розглянуто перспективи розвитку спеціалізованих геоінформаційних систем.

Для розв'язання актуальної задачі поєднання геоінформаційної системи з апаратом обробки та аналізу цифрових зображень на основі аерофотозйомки та даних повітряного моніторингу, спроектовано та побудовано геоінформаційну систему Vagabond, яка описана в даній статті.

Запропоновано нову модель цифрового зображення, у вигляді розкладеного на складові шари зображення та новий метод оцінки пошарових складових запропонованої моделі на основі кластерного аналізу та локальної сплайн апроксимації для розв'язання актуальної науково-технічної задачі обробки даних аерофотозйомки.

Запропоновано неперервну пошарову модель зображення на основі кластерного аналізу та локальної сплайн-апроксимації, що описує розподіл інтенсивності неоднорідного цифрового зображення у вигляді суміші розподілів складових із ваговими коефіцієнтами, а також метод оцінки пошарових складових, який дозволяє побудову просторової апроксимації складових текстур зображення та нових оцінок числових характеристик посівної площі. Представлено геоінформаційну технологію автоматизованої обробки даних аерофотозйомки з географічною прив'язкою "Vagabond", що призначена для забезпечення інформацією процесів прийняття рішень шляхом організації неперервних спостережень та обробки їх результатів. Розроблено локальну геоінформаційну систему "VagabondGIS", яка входить до технології багаторівневого моніторингу на локальному рівні.

Індекс рубрикатора НБУВ: К208-1 с

Рубрики:

Вплив легувальних елементів і домішок на структуру і властивості металів і сплавів. Теорія легування. Леговані сплави

Шифр НБУВ: Ж28502 Пошук видання у каталогах НБУВ