Поверхность, напряжение травление

Ступенчатые и винтовые дислокации образуются в большом количестве при кристаллизации материалов из расплава, раствора или из газовой фазы. Появлению их благоприятствует неравномерное распределение температур, ведущее к возникновению механических напряжений. В теории роста кристаллов дислокации играют важную роль, так как новые элементы решетки, как правило, располагаются вдоль винтовых дислокаций. Из-за механических деформаций возникает большое число дополнительных дислокаций. Для экспериментального доказательства существования дислокаций нужно тонко отполированную поверхность материала подвергнуть воздействию смеси соответствующих кислот, то есть осторожно протравить ее. В местах возникновения дислокаций кристаллическая структура нарушена и не может оказать такого же сопротивления агрессивной химической среде, как неразрушенная решетка. На поверхности после травления появляются углубления, встречающиеся в основном на линиях дислокации. Их с помощью обыкновенного или электронного микроскопа можно увидеть и сосчитать. Результаты таких исследований ошеломляют. Даже у очень хороших кристаллов полупроводников число дислокаций на квадратном сантиметре поверхности - так называемая плотность дислокаций-составляет от 102 до 104. У обычных металлических материалов мы, к сожалению, насчитываем от 106 до 1(г дислокаций на квадратном сантиметре, а у сильно деформированных металлов плотность дислокаций достигает даже 10П-1012. [c.66]

Поскольку выход ядра дислокации а поверхность является центром травления, повышение плотности дислокаций в металле должно сопровождаться снижением перенапряжения ионизации металла. Места скоплений дислокаций влекут за собой образование мест локального растворения металла и возникновение концентраторов напряжений. Несмотря на то, что электрохимическое растворение металлов не лимитирует работоспособность конструкции, эксплуатируемой в средах, содержащих сероводород в условиях действия растягивающих нагрузок, роль анодного процесса связана с образованием концентраторов напряжений на поверхности стали с повышением ее хрупкости. При этом чем сильнее повышается хрупкость стали, тем активнее сказывается роль участков локального растворения металла — концентраторов напряжений, тем скорее разрушается сталь. [c.29]

Предыдущие рассмотрения применимы к однородным изотропным материалам, т. е. к аморфным [61, 198, 200] и частично кристаллическим полимерам со слабо развитой микроструктурой [130]. В этих материалах направленность разрушения более или менее определяется полем локальных напряжений. Во всяком случае, судя по морфологии поверхности разрушения, ничего нельзя сказать о ее микроструктуре. Это не исключает существования определенной глобулярной микроструктуры (гл. 2, разд. 2.1.3), которую можно выявить путем ионного травления [132, 208]. Однако для полимеров с явно выраженной микроструктурой, обусловленной присутствием кристаллитов с вытянутыми цепями и сферолитов, отчетливо выявляются особенности поверхности разрушения. В таких полимерах сопротивление материала распространению трещины сильно зависит от ориентации плоскости разрушения относительно элемента структуры. [c.393]

Стальную трубку внутренним диаметром 19 мм и высотой 100 мм, массой около 165 г устанавливают в банке с исследуемым грунтом с помощью резиновой пробки таким образом, чтобы расстояние от нижнего конца трубки до днища банки составляло 10-12 мм. Перед испытанием поверхность стальной трубки тщательно очищают от ржавчины, обезжиривают, высушивают и взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г. Результат взвешивания заносят в специальный журнал. Затем с помощью специальных зажимов трубку подсоединяют к положительной клемме, а жестяную банку - к отрицательному полюсу источника постоянного тока напряжением 6 В и оставляют на 24 ч. Если напряжение источника выше 6 В, то производят регулирование с помощью переменного сопротивления. После отключения тока стальную трубку тщательно очищают от грунта и продуктов коррозии, промывают в дистиллированной воде и с помощью катодного травления в 8 %-ном растворе гидроокиси натрия при силе тока в цепи 2- 3 А удаляют продукты коррозии. После удаления продуктов коррозии трубку снова промывают дистиллированной водой, высушивают при [c.58]

Места выхода дислокаций на поверхность, как и всякие нарушения в кристаллической решетке (из-за напряжений и скоплений чужеродных атомов), легко поддаются травлению. По рисунку травления можно подсчитать число дислокаций. Оказывается, что их число на 1 см поверхности после деформации может достигать 10 (в хорошо отожженном материале 10 ). Как показывают расчеты, энергия увеличения числа дислокаций в результате деформации близка к энергии, поглощаемой материалом при холодной обработке. Разработаны методики, позволяющие наблюдать дислокации методами электронной микроскопии. [c.279]

Методика работы. Из деформированных образцов вырезают скальпелем пластинки размером (2,5ХЮ) м вдоль, перпендикулярно и под углом 45° к направлению деформации. Закрепляют образцы на предметном стекле в строго фиксированном положении и подвергают травлению в плазме безэлектродного высокочастотного газового разряда. На подготовленную поверхность напыляют углеродную реплику (направление напыления строго фиксировано и одинаково для всех образцов). Обработанную соответствующим образом углеродную реплику просматривают в электронном микроскопе сначала при малых увеличениях, а после нахождения характерных участков при больших увеличениях. Изображение фиксируют на фотопластинки и с них изготавливают микрофотографии. Параллельно с этим из деформированных образцов вырубают лопатки (по ГОСТ 16337—70) в направлении деформации и перпендикулярно ему. Лопатки испытываются на растяжение. Рассчитывают значения разрушающего напряжения при растяжении и относительного удлинения при разрыве (см. работу 43). [c.120]

Таким образом, для одновременного обеспечения низкого уровня обратных токов и высоких значений пробивных напряжений необходимо создать условия, в которых величина поверхностного потенциала ф - была бы близка нулю. Действительно, в этом случае на поверхности кристалла будут отсутствовать как инверсионные, так и обогащенные слои. Указанное условие (ф я О) может быть выполнено при контакте поверхностной окисной пленки с атмосферой сухого воздуха. Необходимо также, чтобы в окисной пленке не содержалось заметного количества молекул кислот и окислителей или оснований и восстановителей. В связи с этим заметим, что свободная от примесей окисная пленка образуется после химического или электролитического травления и тщательной промывки кристаллов в протоке специально очищенной воды. Такой технологический цикл способствует также удалению ионов с поверхности кристаллов, что уменьшает скорость поверхностной рекомбинации. [c.214]

На 1-м этапе, под воздействием коррозионной среды, образуется меж- или транскристаллитная трещина, а на 2-м - происходит увеличение полости трещины за счет коррозионного растворения ее стенок и воздействия механических растягивающих напряжений, увеличивающихся за счет уменьшения живого сечения стенки трубы. Межкристаллитный механизм зарождения трещин связан с выявленной значительной повреждаемостью границ зерен карбонат-бикарбонатной средой, образующейся в приэлектродном слое катодно-поляризуемой поверхности трубы. Как это было показано в результате ранее проведенных исследований [1, 212], прямое воздействие солей угольной кислоты на сталь при наличии поляризации вызывало селективное травление на границах зерен. На сталях группы прочности Х70 чаще наблюдается транскристаллитный механизм образования трещин на 1-м этапе развития, вероятно, вследствие большего воздействия механического фактора на процесс разрушения стали. На 2-м этапе, при растворении металла, трещина развивается в [c.18]

Требования к основному материалу перед травлением поверхность должна быть обезжиренной, очищенной от шлака после сварки, на отливках не должно быть песка и т. д. Сварные изделия необходимо подвергать отжигу для снятия внутренних напряжений перед цинкованием. [c.125]

Одна из освоенных систем плазмо-химического травления (ПХТ) состоит из вакуумной камеры, вакуумной системы, источника напряжения обычно высокой частоты и устройства для управления потоком газа. В самом простом исполнении в качестве камеры используют горизонтальный кварцевый цилиндрический реактор, в котором подложки, предназначенные для травления, размещены в перфорированном алюминиевом цилиндре. Разряд локализован в зазоре между стенками кварцевого реактора и цилиндром, что позволяет осуществлять химическое травление без прямого бомбардирования поверхности подложек электронами [c.59]

Образующаяся на поверхности углеродных волокон оболочка из кокса наблюдается при травлении, например, хромовой кислотой [10-28]. Это связано с остаточными напряжениями, которые возникают при формировании кокса и охлаждении после карбонизации. Вид дефектов в коксе зависит от прочности связи кокса с волокном. Чем она выше, тем меньше относительная деформация до разрушения КМУУ. При малых деформациях концентрация трещин, располагающихся преимущественно перпендикулярно оси волокна, увеличивается. В результате исчезает параллельная ориентация граничных слоев кокса вдоль оси волокна [10-28, 29, 30]. [c.651]

Вокруг дислокаций имеются упругие напряжения, в местах дислокаций скапливаются чужеродные атомы. Поэтому места выхода дислокаций на гговерхность кристалла легко травятся. По числу фигур травления можно подсчитать число дислокаций, выходящих на 1 см поверхности. В полупроводниках оно обычно меньше, чем в металлах, где плотность дислокаций даже в отожженных образцах достигает 10 см . Особыми методами научились получать монокристаллы с малым числом дислокаций (см. гл. X). [c.140]

Оказывается, что силы взаимодействия между дислокациями обратно пропорциональны расстоянию. Ионы различного знака при образовании, например солей, стремятся построить кристаллическую решетку, поскольку это дает наибольшее превышение притяжения над отталкиванпем, т. е. наибольшую энергию связи. Подобно этому дислокации стремятся образовать свою решетку внутри металла. При этом они теряют подвижность и ползучесть тела резко уменьшается. С этим явлением связан наклеп при холодной обработке. Наблюдать дислокации можно раличными экспериментальными методами. Прежде всего складки, характеризующие выходы дислокаций на поверхность, подобно любым нарушениям на поверхности (из-за напряжений, уменьшения координационного числа, скопления чужеродных атомов и т.п.), легче травятся. Рисунки травления позволяют подсчитать число дислокаций, В хорошо отожженном теле это число близко к 10 , а может достигать 10 на 1 см. [c.197]

Как уже отмечалось, растворение железа в кислотах вызывает перетравливание и наводораживание деталей. Водород, выделяющийся при травлении черных металлов в кислотах, может проникать в металл, накапливаться, вызывая внутренние напряжения металл становится хрупким и прочность его резко снижается. Адсорбированный водород можно частично удалить путем нагревания деталей в течение 2—3 ч при температуре 180—250 ""С. Для снижения количества выделяемого водорода в ванны травления добавляют специальные замедлители, или ингибиторы травления. Обычно это поверхностно-активные вещества, которые, адсорбируясь на отдельных участках поверхности, замедляют процесс травления металла. В качестве ингибиторов применяют, например, препараты 4M (смесь хинолиновых оснований), БА-6, БА-12 (продукты конденсации бензиламина с уротропином), ПБ-5 (продукт конденсации анилина с уротропином). Наиболее эффективными ин ибиторами травления явля- [c.278]

Перед покрытием титана платиной необходимо тщательно очистить его поверхность от оксидного слоя путем травления. Затем платину наносят электрохимическим или термическим способом или же механическим плакированием. При электрохимическом или термическом платинировании толщина слоя платины может составлять 2,5—10 мкм, Плаки-рованые слои платины обычно бывают более толстыми. В отличие от названных они не имеют пор и поэтому более стойки, но зато и гораздо дороже. Их платиновая поверхность ведет себя практически как компактная (цельная) платина, т. е. может нагружаться и более высокими действующими напряжениями, если неплакированная поверхность титана надежно изолирована от окружающей среды. Напротив, на более тонкие и пористые платиновые покрытия распространяются те же ог- раничения, что и для титана,, поскольку при более низкой электропроводности и повышенных напряжениях пленка окисла ТЮг разрушается в порах, вследствие чего платиновый слой может быть подорван и отжат от основного металла [20—22]. [c.205]

При травлении в растворах на основе серной и соляной кислот возможно появление дефектов в виде питтингов, язв, растрава, нередко наблюдается коррозионное растрескивание. Эти дефекты характерны преимущественно для труб, трубных заготовок, тонкостенных упругих элементов. Возникновение этих дефектов обусловлено неравномерным распределением остаточных растягивающих напряжений на наружной поверхности изделий. Поэтому для травильных растворов 1, IV, VII, VIII на основе серной и соляной кислот необходимо применение ингибиторов. Для раствора 1 весьма эффективны добавки 15—20 г/л уротропина нли 10—20 г/л ингибитора КС. [c.110]

Электронно-микроскопические исследования показали, что целлюлозные волокна при ксантогенировании увеличиваются в объеме и в конце концов структура клеточной стенки разрушается [153]. Реплики поверхности ксантогената целлюлозы, полученные методом вымораживания —травления, показывают крупноячеистую сетку с тонкими фибриллярными структурами [86, 144]. Увеличивая кислотность осадительной ванны, наблюдали различные стадии коагуляции ill, 103]. Коагуляция начинается с образования однородного геля, затем возникают сгустки, и наконец они распадаются на фибриллы. В процессе, формования фибриллы ориентируются в направлении приложения напряжения [85, 106]. При отщеплении Sj в зависимости от условий коагуляции и наличия модификаторов образуются волокна или пленки с отверстиями или в виде сетчатых структур [43, 85, 105]. [c.388]

Наиболее удобен способ ремонта ОРТА после окончания тура работы, предусматриваюш,ий нанесение нового активного слоя без полного удаления остатков старого [39]. При этом после очистки, обезжиривания и травления бывшего в работе анода на очиш,енную поверхность титана и оставшееся старое активное покрытие наносят обычным способом новый активный слой необходимой толщины несколькими последовательными операциями с промежуточной сушкой и обжигом калудого вновь нанесенного слоя. Отмечено, что, если при анодной поляризации в критических условиях увеличивается напряжение на ячейке, то работоспособность ОРТА можно восстановить при повторном нанесении покрытия без удаления старого испорченного покрытия [40]. [c.189]

Рис. 1.100. Транскристаллитное КР промышленной трубы из аустенитной стали 12Х18НЮТ после 100 ч испытания в насыщенном водяном паре над раствором, содержащим 30 г/л хлористого натрия, при 250 С и 4 МПа. Растягивающее напряжение на внешней поверхности трубы 300 Д1Па. На внешней поверхности трубы следы межкристаллитной коррозии по на-углероженному слою глубиной 50 мкм. Шлиф поперечный. Травление анодное в 10 %-ной Х200 а. 6 —

Основной источник дислокации в кристалле — это либо напряжения, вызванные неравномерным вхождением примесей в решетку ( 1.8), либо термические напряжения. Установлены также некоторые частные способы образования дислокаций при росте. Так, Г. Г. Леммлейн и Е. Д. Дукова наблюдали возникновение дислокаций при срастании ветвей скелетного кристалла (о скелетах см. в 1.6). М. И. Козловский [1958] описал возникновение дислокаций при слоистом обрастании кристаллом твердых частиц, осевших на его поверхность. Аналогично возникает большое число дислокаций при смыкании слоев над жидкостными включениями [Хаджи В. Е., 1966], в частности при обычном захвате включений при регенерации. Не случайно поэтому наблюдается преимущественное расположение ямок травления на гранях над затравками. Подробно возникновение дислокаций в кристаллах при росте рассмотрено Е. П. Костюковой и др. [1977]. [c.32]

На втором этапе поверхность доводилась до чистоты 13—14 класса с помощью электролитической полировки. Электролитическую полировку проводили переносной установкой УЭП-2М. Электролитом служил реактив следующего состава 100 мл С2Н5ОН — 40 мл НСЮ4 (42%). Электрополировку вели при напряжении 20—30 В и силе тока 0,15—0,20 А в течение 1—2 мин. После тщательной промывки поверхности этиловым спиртом осуществлялось травление 3—4%-ным раствором НКОз в течение 40—60 с с последующей промывкой шлифа спиртом и водой. [c.366]

Следует иметь в виду, что все выводы о надмолекулярной структуре обычно делаются в результате изучения образцов, получаемых после травления их поверхности, при котором исчезают наименее упорядоченные области. Поэтому наблюдаемая в электронном микроскопе картина не дает полного представления о структуре полимера, поскольку не видна так называемая бесструктурная часть, играющая роль связующего по отношению к надмолекулярным образованиям [94], аналогично роли связующего в наполненных системах. Поэтому учет этой части является необходимым при оценке влияния надмолекулярных структур на физико-механические свойства и при оценке влияния наполнителя на структуру. На это обстоятельство обычно не обращают внимания, а сосредоточивают его исключительно на выявляемых структурах. Между тем бесструктурная часть обеспечивает равномерное распределение напряжений и сохранение монолитности материала. Поэтому для окончательного суждения о характере и роли надмолекулярных структур требуется оценка соотношения упорядоченных и неупорядоченных областей [94]. Очевидно, что и при рассмотрении взаимодействия аморфных полимеров с наполнителем следует учитывать эту микрогетер огенность структуры и селективное взаимодействие наполнителя с отдельными ее элементами. [c.49]

Рис. 1.099. Транскристаллитное КР аустенитной стали ОЗХ17Н15МЗ после 10 ч испытания в кипящем при 154 "С 44 %-нол растворе хлористого магния. Испытывались и-образные образцы. Растягивающие напряжения на внешней поверхности образцов 350 МПа. Шлиф попере<1Иый. Травление анодное в 50 %-ной НЫО< в течение 1—5 о. Х200

Рис. 1.104. КР лабораторной вакуумиро-ванной аустенитной стали 02Х20Н32Б после 250 ч испытания в насыщенном водяном паре над раствором, содержащим 30 г/л хлористого натрия, при 200 С и 1,6 МПа. Растягивающее напряжение на внешней поверхности и-обраэного образца 300 МПа. Трещины внутри зерен, по границе зерен и по границам двойников. Шлиф поперечный. Травление анодное в 10 %-ной щавелевой кислоте. X340

Рис. 1.116. Межкристаллитное КР аустенитной стали ОЗХ17Н15МЗ после 200 ч испытания в воде, содержащей 100 мг/л С1 (с добавкой хлорного железа), при 360 С и 20 МПа. ТОз закалка с 1050 С, 30 мин Q воде. После аустенизации холодная прокатка с обжатием по толщине 15 %. Растягивающее напряжение на внешней поверхности U-образного образца 400 МПа. Шлиф поперечный. Травление анодное н 50 %-ной HNOa в течение 1 — 5 с. X 200

Рис. .117. Транскристаллитное КР лабораторной аустенитной стали 02Х18Н20Б в насыщенном паре над водой, содержащей 100 мг/л С1 (с добавкой хлористого натрия), при 300 "С и 9 МПа. ТО закалка с 1050 °С, 30 мин в воде. После аустенизации холодная прокатка с обжатием по толщине 15 %. Растягивающее напряжение на внешней поверхности U-образного образца 400 МПа. Время испытания 200 ч. Шлиф поперечный. Травление анодное в 50 %-ной HNOj в течение 1—5 о. ХЗОО

Pu . 1.122. Межкристаллитное KP аустенитной стали 08X18H10T в 40 %-ном водном растворе КОН при 300 ""С и 9 МПа. ТО закалка с 1050 С, 30 мин в воде после закалки — холодная прокатка с обжатием 15 %. Растягивающее напряжение на внешней поверхности и-образного образца 400 МПа. Время испытания 250 ч. Шлиф поперечный. Травление анодное в 50 %-ной HNO3 в течение 1 — 5 с. ХЗОО [c.323]

Рис. 1.123. Межкристаллитное КР и межкристаллитная коррозия аустенитной хромомарганцевоазотистой стали 08Х16Г18А в насыщенном паре над водой, содержащей 30 г/л хлористого натрия, при 250 С и 4 МПа. ТО нагрев при 1000 °С, 30 мин, охлаждение на воздухе. Растягивающее напряжение на внешней поверхности и сжимающее напряжение на внутренней поверхности П-образного образца 450 МПа. Время испытания 100 ч. Шлиф поперечный, не травлен. X 340.

Рас. 1.124. КР феррито-перлитной стали I0XI3M2 в воде, содержащей 30 г/л хлористого натрия, при 300 °С и 9 МПа. ТО закалка с 1050 С, 30 мин в воде отпуск при 700 С, 1 ч. Растягивающее напряжение на внешней поверхности U-образного образца 600 МПа. Время испытания 70 ч. Шлиф поперечный. Травление анодное в 10 %-аой щавелевой кислоте. X 340 [c.324]

Рас. 1.126, КР мартенситной стали 03Х17Н4 в насыщенном водяном паре над водой, содержащей 30 г/л хлористого натрия, при 250 °С н 4 МПа. ТО нагрев при 1050 С, 30 мин, охлаждение ка воздухе 4- отпуск при 750 °С, 3 ч + отпуск при 550 С, 2 ч. Растягивающее напряжение на внешней поверхности и-образного образца 800 МПа. Время испытания 100 ч. Шлиф поперечный. Травление анодное в 10 %-ной щавелевой кислоте. X 340 [c.324]

Рис. 1.128. KP дисперсионнотвердеющей аустенито-мартенситной стали 03Х15Н7М2Ю в чи. стой воде (дистиллате), содержащей 1 м /л H Oj, при 250 С и 4 МПа. ТО нагрев при [050 "С, 30 мин, охлаждение на воздухе + отпуск при 450 С, 3 ч. Растягивающее напряжение на внешней поверхности U-образного образца 950 МПа. Время испытания 1500 ч. Шлиф поперечный, ме травлен. X 340 [c.325]

Рис. I.129. КР аустенито-ферритной стали 08Х17Н7М2Ю в насыщенном паре над водой, со. держащей 30 г/л хлористого натрия, при 250 С и 4 МПа. ТО нагрев при 1050 °С, 30 мин, охлаждение на воздухе. Растягивающее напряжение на внешней поверхности U-образного образца 550 МПа. Время испытания 70 ч. Шлиф поперечный. Травление анодное в 10 %-ноВ щавелевой кислоте. Х340

Рис. 1.134. Сталь ОЗХ17Н15МЗ после 100 ч испытания в воде, содержащей 20 мг/л С1 (с добавкой Fe lj), прн 360 С и 20 МПа. Начальная стадия развития коррозионной трещины по границам зерен. ТО закалка с 1050 "С. 30 мин в воде. После ТО — холодная прокатка с обжатием 15 %. Растягивающее напряжение ка поверхности U-образного образца 400 МПа, Шлиф поперечный. Травление анодное в 50 %-ной HNOj в течение 1—2 с. X 500

Справочник химика 21

Химия и химическая технология