Міністерство освіти і науки Російської Федерації Федеральне державне автономне освітня установа
вищої професійної освіти «Уральський федеральний університет імені першого Президента Росії Б. М. Єльцина»
Фізико-технологічний інститут
Кафедра технічної фізики
Контрольна робота
Методика вимірювання дегазації твердих тіл
Студент
Скворцов Д.В.
Єкатеринбург +2014
Зміст
Введення
.Основи методу високоточної гелієвої дефектоскопії
.1 Дефекти в кристалах
.2 Розчинність гелію в кристалах з дефектами вакансионного типу
. Схема термодесорбціонной установки і методика вимірювань
.1 Експериментальна установка
.1.1 Система вакуумування
.1.2 Система калібрування мас-спектрометра
.1.3 Система підвищення тиску гелію в комірці насичення
.1.4 Дифузійна осередок
.1.5 Система нагріву та контролю температури осередків насичення і дегазації
Висновок
Список використаних джерел
Введення
Дана робота присвячена дослідженню дифузії гелію в кристалах з дефектами вакансионного типу. Дифузія гелію представляє особливий інтерес зважаючи на його високу рухливості в кристалічній решітці.
Метод термодесорбціонной гелієвої дефектоскопії застосовується в дослідженні характеристик перенесення і розчинності гелію в іонних системах і металах. Даний метод дозволяє досліджувати процеси розчинення і дифузії гелію в рівноважних умовах. Представляється актуальним дослідження взаємодії гелію з багатозарядними іонами в оксидному ядерному паливі та його структурних аналогах, оскільки для іонних систем були зареєстровані аномально високі енергії розчинення гелію, що свідчать про хімічний характер зв'язку розчиненого гелію з іонами.
Метою даної навчально-дослідної роботи є вивчення різних типів дефектів і механізм дифузії гелію в них, знайомство зі схемою термодесорбціонной установки, принципом її дії і потенційними можливостями.
гелій дефектоскопія температура спектрометр
1. Основи методу високоточної гелієвої дефектоскопії
. 1 Дефекти в кристалах
Гази, володіючи відносно високою рухливістю, досить швидко проникають в кристал, об'єднуючись з існуючими дефектами решітки, приводячи до зміни властивостей, впливають на електронну щільність, спотворюють вихідну решітку, змінюючи її геометричні параметри, динамічні властивості, утворюють нові фази. При цьому тип дефектів, з якими взаємодіють атоми, в істотній мірі визначають характер вимірюваних властивостей. Зазначене явище при реалізації цілеспрямованого впливу атомів газу на дефекти може застосовуватися для отримання заданих характеристик кристалів. Наявність дефектів в кристалах вже визначає істотні зміни властивостей в оптичних характеристиках, електропровідності, міцності, газової проникності і т.д. Локальне вплив за допомогою газових атомів на дефекти має не меншою ефективністю, ніж наявність самих цих дефектів. Зміна властивостей можна досягати як при газовому легуванні, так і при глибокому очищенню при дегазації кристалів.
У дифузійних експериментах газ може виступати не тільки як засіб досягнення нових характеристик твердого тіла, визначення коефіцієнтів переносу, оцінки енергетичного стану газу, характеру його взаємодії з дефектами кристала, але і як інструмент дослідження власне дефектів решітки.
Розчинність газу в іонних кристалах пов'язано з наявністю різних позицій для впровадження атомів. Ними можуть служити міжвузля і різного роду структурні порушення ідеальної кристалічної решітки - дефекти, які, як відомо, присутні в будь реальному кристалі.
Відповідно до геометричній класифікацією виділяють:
· нульмерние (точкові) дефекти - домішкові атоми, вакансії і міжвузольні іони (малюнок 1.1).
· Одномірні (лінійні) дефекти - ланцюжки точкових дефектів, крайові і гвинтові дислокації (малюнок 1.2.).
· Двомірні (поверхневі) дефекти - поверхня кристалів, границі блоків зерен, доменів (малюнок 1.3.).
· Тривимірні (об'ємні) дефекти - скупчення точкових дефектів, порожнини і пори, які утворюються в процесі росту кристала і часто містять газовожідкіе включення та інші макроскопічні освіти. Енергетичні позиції розчинення газу в різних дефектах кристалів представлені на малюнку 1.4.
