Массоперенос в гетерогенных системах при электронном облучении [Error: Reference source not found]

Массоперенос в системе медь-алюминий изучался на образце монокристалла алюминия, на который методом вакуумного напыления был нанесен слой меди толщиной 12 мкм. Облучение пучком быстрых электронов с энергией 2,75 МэВ проводилось при температуре не выше 300 С в течение 210³с. Температура образца поддерживалась интенсивным обдувом потоком аргона.

Массоперенос в этой системе привел к проникновению меди в монокристалл алюминия на глубину 35 мкм, на которой наблюдается образование максимума с концентрацией 0,14 ат. д. (рисунок 14). Эффективный коэффициент диффузии, характеризующий массоперенос при данной температуре, приблизительно равен 10^-9 м²с^-1.

При облучении системы медь-алюминий электронами с энергией 0,4 МэВ существенных изменений в распределении элементов не произошло.

Рис. 14. Распределение меди по глубине образца в монокристалле алюминия после облучения электронами. Энергия электронов Е=2,75 МэВ, плотностью тока j=0,25 А/м², время облучения t=210³ с [Error: Reference source not found].

Нанесение верхнего слоя в системе серебро-медь осуществлялось гальваническим методом. Толщина слоя составляла около 6 мкм. Облучение осуществлялось пучком электронов с энергией 4,2 МэВ при температуре образца 570С. В результате облучения серебро диффундирует в матрицу, причем наблюдается образование трех максимумов концентрации (рисунок 15).

Первый максимум образуется на месте покрытия почти сразу после начала облучения (рисунок 15 а), второй максимум образуется на глубине 7-8мкм через десять минут после начала облучения, а формирование третьего максимума происходит на глубине 12 мкм, приблизительно через 30 мин после начала облучения (рисунок 15 б). В течение облучения положение пиков концентрации смещается вглубь образца, и величина концентрации в максимуме увеличивается. В результате облучение серебро проникает в медную матрицу на глубину 20 мкм за 80 мин [Error: Reference source not found].

а

б

Рис. 15. Распределение серебра в меди для различного времени облучения. Энергия электронов Е=4,2МэВ, температура образца Т=530С [Error: Reference source not found].

Экспериментальное изучение перераспределения компонентов на границах зерен [37].

На рисунке 16 представлена растровая микрофотография поверхностного слоя стали 40Х после диффузионного хромирования и облучения пучком электронов, на которой видно перераспределение примеси на границах зерен. Происходит уменьшение концентрации хрома на границах зерен и поверхности образца.

а

б

Рис. 16. Растровая электронная микрофотография поверхностного слоя стали 40Х после диффузионного хромирования и облучения пучком электронов. а) до облучения (увеличение х3500); б) после облучения электронами с энергией 3.5 МэВ, при температуре =600С, в течение 310³ с, с охлаждением поверхности потоком азота (увеличение х1410) [Error: Reference source not found].

Рис. 17. Распределение хрома по глубине образца в стали 40Х после диффузионного хромирования и облучения пучком электронов. Энергия электронов 3.5 МэВ, температура образца =600С, время облучения 310³ с, охлаждение поверхности потоком азота (концентрация хрома - до облучения, после облучения) [Error: Reference source not found].

Данные микрорентгеноспектрального анализа подтверждают тот факт, что происходит уменьшение концентрации хрома на поперечных границах зерен и поверхности образца (рисунок 17). На границах зерен, расположенных вдоль поверхности материала в глубине образца, уменьшение концентрации не наблюдается [Error: Reference source not found].