Способ диагностики фазовых переходов 1-го рода в монокристаллах

 

Изобретение относится к области технической физики, а именно к материаловедению, и может найти применение в диагностике фазовых переходов (ФП) 1-го рода в различных конструкционных материалах. Целью изобретения является повышение достоверности диагностики ФП 1-го рода. Способ осуществляется следующим образом. Исследуемый образец облучают потоком ускоренных ионов инертных газов. При этом образец находится при температуре выше температуры ФП. ПОСЛЕ ЗАВЕРШЕНИЯ ОБЛУЧЕНИЯ (ДО ЗАДАННОЙ ЗОНЫ) ОБРАЗЕЦ ОХЛАЖДАЮТ С ОДНОВРЕМЕННОЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ СКОРОСТИ ДЕСОРБЦИИ ЗАХВАЧЕННЫХ АТОМОВ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ. ПО РЕЗКОМУ УВЕЛИЧЕНИЮ СКОРОСТИ ДЕСОРБЦИИ СУДЯТ О НАЛИЧИИ И ТЕМПЕРАТУРЕ ФП. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 01 J 49/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4381777/24-21 (22) 22.02.88 (46) 07.10.90. Бюл. № 37 (72) М. Ю. Герчиков, Д. Б. Кузьминов, А. М. Панеш и А. П. Симонов (53) 621,381 (088.8) (56) 1х1цс1. Instr, and Meth. in Phys. Res. 1986, вып. 13, р. 485 — 489.

Кузьминов Д. В. и др. Письма в ЖТФ, 1986, т. 12, вып. 10, с. 610 — 612. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ФАЗОВЫХ

ПЕРЕХОДОВ 1-ГО РОДА В МОНОКРИСТАЛЛАХ (57) Изобретение относится к области технической физики, а именно к материаловедеИзобретение относится к технической физике, а именно к материаловедению, и может найти применение в диагностике фазовых переходов (ФП) 1-го рода в различных конструкционных материалах.

Целью изобретения является повышение достоверности диагностики ФП.

На чертеже представлены кривые, характеризующие скорость десорбции аргона из монокристаллического кобальта при разных дозах предварительного облучения кобал ьта.

Монокристаллический Со выведенной гранью 0001 (при T(T,) и 111 при T)Т,), помещенный в сверхвысоковакуумную установку LAS — 600 cRIBER», подвергается при различных температурах (T„(Tz,(1000К) облучению ионами Аг+ с Е» =140 — 1000 эВ и О+ = 1 ° 10 5 — 5 ° 10" ион/с м и затем охл а ждается. В процессе понижения температуры образца с помощью масс-спектрометра регистрируется скорость десорбцйи внедренного аргона. При Т =870 К, Е+)200 эВ и

D+)1 ° 10 ион/см на монотонно спадаюи щей кривой зависимости epN„,/Bt=f(T) (где

dN» at — скорость десорбции Аг; Т вЂ” тем„„SU„„1597963 А1 нию, и может найти применение в диагностике фазовых переходов (ФП) 1-го рода в различных конструкционных материалах.

Целью изобретения является повышение достоверности диагностики ФП 1-го рода. Способб осуществляется следующим образом.

Исследуемый образец облучают потоком ускоренных ионов инертных газов. При этом образец находится при температуре выше температуры ФП. После завершения облучения (до заданной зоны) образец охлаждают с одновременной масс-спектрометрической регистрацией скорости десорбции захваченных атомов инертных газов. По резкому увеличению скорости десорбции судят о наличии и температуре ФП. 1 ил. пература охлаждающегося образца) наблюдает пик (пик А), температура максимума которого (650 К), соответствует температуре ФП в Со из гранецентрированной кубической решетки (ГЦК) в гексагональную плотноупакованную (ГПУ).

Увеличение дозы ионного облучения (D» )6 ° 10 ион/см ), вызывающее образование в приповерхностных слоях Со флюидных (жидких) пузырьков аргона, приводит к появлению нового пика (пик В) на кривых зависимости BN,/Bt=f(T), температура максимума которого (820 К) соответствует тем.пературе перехода типа жидкость в кристалл в аргоновых пузырьках.

Эксперименты, проведенные на М (100), показали, что при D+)6. 10 ион/см- на кривых зависимости эА „„/at=f(T) появляется один пик (пик B), температура максимума которого (840 К) равна температуре перехода жидкость — кристалл в пузырьках аргона, размещенных в решетке никеля. Пик А на

Niне наблюдается,,что связано с отсутствием ФП 1-го рода в Лi в исследуемом интервале температур.

1597963 (lh ëã

Ог олн.И.

11 иж.0— сне

Хохга"

В.. 10"

7х10 бх70

Охгом

7оо т;-ю,Г ВОО

900 Гойх=И1Х ВОО бремя, Т, К (1) Составитель В. Кащеев

Редактор И. Шулла Техред А. Кравчук Корректор С. Шевкун

Заказ 3060 Типаж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Таким образом, если в температурном интервале, в котором проводят охлаждение облученного образца, происходит ФП 1-го рода в монокристалле или переход типа жидкость — кристалл в пузырьках атомов инертных газов, созданных в результате захвата ионов (с энергиями ионов Е+ 400 эВ) монокристаллами металлов (Со, Ni); то в спектре появляется пик, температура максимума которого совпадает с температурой ФП, В результате ионного внедрения в монокристаллы тяжелых инертных газов в приповерхностных слоях образуются их кристаллические включения (пузырьки). При нагреве этих образцов изменяется агрегатное состояние инертного газа в пузырьках: из кристаллического он переходит в жидкое состояние, а при последующем охлаждении рекристаллизуется. При высоких температурах ионного облучения происходит создание сверхсжатых жидких пузырьков Ar, которые при охлаждении переходят в равновесное кристаллическое состояние: лишние атомы Ar, не участвующие в процессе кристаллизации и достигающие поверхности с помощью термических вакансий, десорбируются в газовую фазу. Следовательно, по появлению пика в наблюдаемом спектре аргона при охлаждении можно судить о кристаллизации аргоновых пузырьков.

Таким образом, обнаруженное аномальное увеличение скорости десорбции атомов инертных газов, захваченных монокристаллами при ионной бомбардировке, при понижении температуры облученного образца вследствие протекания ФП 1-го рода как собственного, так и перехода жидкость — крйсталл в пузырьках тяжелых инертных газов— позволяет использовать предлагаемый способ для диагностики ФП 1-го рода в приповерхностных слоях монокристаллов.

Формула изобретения

Способ диагностики фазовых переходов

1-го рода в монокристаллах, включающий облучение исследуемого образца ионами инертных газов, после которого осуществляют изменение температуры образца с одновременной масс-спектрометрической регистрацией скорости десорбции захваченных атомов инертных газов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности, облучение производят при температуре выше

yr„температуры фазового перехода, а изменение температуры осуществляют охлаждением образца.