Термины, связанные с цементом. Рассеяние электронов

Главная --> Справочник терминов

Рассеяние электронов Резиноподобные свойства термоэластопластов в невулканизованном состоянии определяются их двухфазной структурой, образуемой за счет ассоциации блоков одного и того же вида [2]. С помощью электронной микроскопии и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей установлена высокая степень регулярности структуры этих полимеров [3]. При содержании диеновой части до 50% (масс.) эластичные диеновые блоки образуют непрерывную фазу, а стекловидные блоки винилароматических соединений диспергированы в ней в виде отдельных доменов размером порядка

С помощью физических методов удалось измерить расстояние между соответствующими атомами в цис- и транс-изомерных этиленовых соединениях, Так, например, Дебай при помощи интерферометрического метода (измерения рассеяния рентгеновских лучей, производимого отдельными молекулами в кристаллической решетке) нашел, что

Первая группа теорий, которая будет рассмотрена впоследствии, содержит общее предположение о том, что макроскопическое ослабление — это кинетический процесс, что составляющие его отдельные акты вызваны термической активацией разрывов вторичных и (или) основных связей и что накопление этих актов приводит к образованию трещины и (или) разрыву нагруженного образца. В рамках этих теоретических представлений основные акты разрушения определяют обычным образом и без привлечения экспериментальных данных связывают с определенными морфологическими изменениями. Вторая группа теорий опирается на явные физические молекулярные повреждения, обнаруживаемые спектроскопическими методами и методом рассеяния рентгеновских лучей, которые будут описаны в гл. 7 и 8. Третья группа теорий, в которой

С другой стороны, о существовании субмикротрещин в нагруженных полимерах известно уже давно, с тех пор как ленинградская школа [17, 18, 27, 28] применила для их изучения методы рассеяния рентгеновских лучей. Подобные суб-микротрещины были обнаружены в ПЭ, ПП, ПВХ, ПВБ, ПММА и ПА-6. Авторы данных работ отметили две существенные особенности образования субмикротрещин [28]. Во-первых, субмикроскопические трещины имеют конечные размеры, причем их поперечные размеры практически не зависят от продолжительности действия нагружения, величины напряжения и температуры (табл. 8.3). Во-вторых, поперечный размер субмикротрещин определяется структурой полимера. Для ориентированных кристаллических полимеров поперечный размер субмикротрещин совпадает с диаметром микрофибрилл; для неориентированных аморфных полимеров, имеющих глобулярную структуру, данный размер совпадает с диаметром глобул [28].

Петерлин [58] учитывал в своем предположении относительно происхождения субмикротрещин морфологическую структуру и анализ ранее упомянутых данных, полученных методом рассеяния рентгеновских лучей [17—21, 27]. Он предположил, что концы микрофибрилл, расположенные преимущественно на внешней поверхности фибрилл, втягиваются под действием напряжения (рис. 8.19). В ПА-6, обладающем низкой проч-

Различные экспериментальные наблюдения позволяют сделать вывод о том, что длительные периоды начала роста простой трещины и трещины серебра при низких значениях напряжения не просто вызваны уменьшением вероятности образования зародыша трещины в остальном не измененного материала. Природа изменений, происходящих на молекулярном уровне в процессе утомления образца, исследовалась разными авторами (например, [138, 143—147, 153]). Так, по затуханию колебаний торсионного маятника [138, 134—144] и методом ИК-поглощения [138] были исследованы молекулярная подвижность, взаимодействие молекул и их роль в поглощении энергии; путем измерений плотности и методом рассеяния рентгеновских лучей [144—146], а также путем применения образцов с различной молекулярной массой [153] были исследованы упаковка молекул и дефектность структуры, а с помощью кинетики рекомбинации захваченных свободных радикалов [146] было исследовано изменение морфологии материала. Результаты, полученные с помощью этих различных экспериментальных методов, характеризуют упорядочение молекул, но еще не позволяют получить количественные значения пределов усталости.

Используя метод рассеяния рентгеновских лучей, Уэндорф [145] изучил флуктуации плотности, вызванные усталостью ПОМ («хостаформ» Т 1020). Он сообщает о некоторых интересных особенностях структуры таких дефектов:

Определение методом рассеяния рентгеновских лучей числа микротрещин в волокнах ПА-6, подверженных воздействию напряжения о0 = 128 МПа на воздухе, позволило получить интересный результат [214], заключающийся в том, что скорость накопления микротрещин почти мгновенно возрастала (от 5-Ю16 до 110-1016 м~3 с~') при включении ультрафиолетового облучения. Эта скорость также резко уменьшалась до своего исходного значения при выключении ультрафиолетового облучения по истечении 104 с и при повторении подобной операции. Облучение ненапряженного образца не сопровождалось образованием микротрещин и не оказывало влияния на скорость их последующего образования. Было показано, что ультрафиолетовое облучение напряженного волокна ПА-6 и натурального шелка в атмосфере гелия увеличивало накопление свободных радикалов [213]. В данном случае скорость накопления радикалов при 200<ао<600 МПа убывала в зависимости от длительности срока облучения и достигала постоянной концентрации jV(R) через 5-Ю3 с. В ПА-6 при напряжении 600 МПа концентрация W(R) была порядка 1024 м~3; это значение близко к предельной концентрации, достигаемой в чисто механических испытаниях при разрыве цепей под действием напряжения.

Результаты исследований методом рассеяния рентгеновских лучей и методом электронной микроскопии позволяют предположить, что пустоты, содержащиеся в трещине серебра, распределены в виде взаимосвязанных полостей сферической формы, типичные размеры которых 10—20 нм. На кривых напряжение—деформация, полученных для материалов с трещинами серебра, выявляется предел вынужденной эластичности, при превышении которого начинается течение материала, обратимое до значений деформации 40—50% при напряжении 41—55 МПа. При возврате к нулевому напряжению материал с трещиной серебра характеризуется обратимостью ползучести с замедляющейся скоростью

На рис. 9.19—9.21 воспроизводятся электронные микрофотографии реплик поверхностей разрушения ПА-6, полученного кристаллизацией под давлением [202]. На микрофотографиях видны стопы ламелл толщиной до 700 нм. На основании обширных исследований методами инфракрасной спектроскопии, широкоуглового рассеяния рентгеновских лучей и методами электронной микроскопии авторы данной работы пришли к выводу, что ламеллы состоят из вытянутых цепей. Согласно их предположению (рис. 9.22), трещина преимущественно может распространяться либо вдоль плоскостей (010) (в которых располагаются концы цепей, а также примеси, отторгнутые фронтом роста), либо вдоль плоскостей (002) —в слоях водородных связей ламелл. В обоих процессах не происходит разрыва связей основной цепи или водородных связей.

—• рассеяния рентгеновских лучей 295, 301, 321

4. Колонна микроскопа (от электронной пушки до флуоресцентного экрана) откачивается до высокой степени разрежения (Ю-5 мм рт. ст.) с помощью ротационного и маслянодиффузион-ного насосов, предотвращая таким способом сильное рассеяние электронов воздухом.

1) обратное рассеяние электронов с высокой энергией;

4. Колонна микроскопа (от электронной пушки до образца) откачивается до высоких степеней разрежения (10~5 мм рт. ст.) ротационным и маслянодиффузионным вакуумным насосами, чтобы исключить сильное рассеяние электронов воздухом.

3. Сильное рассеяние электронов, проходящих через образец, приводит к тому, что интенсивность дифракции в 106—10 раз выше интенсивности, достигаемой в аналогичных условиях при использовании рентгеновского излучения.

редача) идет в основном на тормозное излучение, при низких энергиях преобладают упругие и неупругие столкновения. Кроме того, при низких значениях энергии необходимо учитывать упругое рассеяние электронов, при котором происходит изменение направления их движения с потерей определенного количества энергии. Заряженные частицы с высокой энергией могут тормозиться вблизи атомных ядер среды с одновременной эмиссией тормозного электромагнитного излучения. Энергия частиц при этом постепенно уменьшается пропорционально z2Z2/m2, где z — заряд частицы; Z — атомный номер элемента (заряд ядра); т- — масса частицы. Из этого следует, что в веществе, содержащем элемент с высоким атомным номером, в большей степени происходит потеря энергии на излучение; она преобладает при энергии электронов выше 10 МэВ, если же энергия ниже 100 кэВ, то тормозным излучением пренебрегают. В этом случае энергия заряженных частиц может теряться при взаимодействии с электронами среды, в результате возникают возбужденные и ионизированные атомы и молекулы. Бете [1,2] предложил уравнение для вычисления потери энергии на возбуждение и ионизацию

В потоке электронов отдельные частицы взаимодействуют друг с другом [4]. Рассеяние электронов ведет к распространению электронного излучения по всем направлениям. Следовательно, и элек-тронорезист (рис. VII. 1) экспонируется в тех местах, куда первоначально не направлялся пучок электронов. Поток электронов в слое резиста делят на излучение, сохраняющее направление первоначального пучка, и обратно отраженное электронное излучение. На рис. VII. 2 показаны рассчитанные методом Монте-Карло траектории 100 электронов в слое резиста на подложке при разных ускоряющих напряжениях. Хорошо заметна доля электронов, имеющих направление первоначального пучка, и рассеянных. При 10 кВ рассеянные электроны расходятся на расстояние около 1 мкм, а при 20 кВ —уже на 3—4 мкм.

Фактором, оказывающим влияние на разрешение, является также топология подложки, которая может иметь рельеф, созданный предыдущими операциями. При оптическом экспонировании происходит интерференция света, отраженного от подложки и краев топологического рельефа. Этот эффект особенно характерен для субмикронной области. При экспонировании пучком электронов наблюдается рассеяние электронов в обратном направлении, что

4. Колонна микроскопа (от электронной пушки до флуоресцентного экрана) откачивается до высокой степени разрежения (10~5 мм рт. ст.) с помощью ротационного и маслянодиффузион-ного насосов, предотвращая таким способом сильное рассеяние электронов воздухом.

1) обратное рассеяние электронов с высокой энергией;

4. Колонна микроскопа (от электронной пушки до образца) откачивается до высоких степеней разрежения (10~5 мм рт. ст.) ротационным и маслянодиффузионным вакуумным насосами, чтобы исключить сильное рассеяние электронов воздухом.

3 Сильное рассеяние электронов, проходящих через образец, приводит к тому, что интенсивность дифракции в 106—10 раз выше интенсивности, достигаемой в аналогичных условиях при использовании рентгеновского излучения.

Таблица 2 Рассеяние электронов гидратцеллюлозой

Растворяющей способностью Радиационно химического Растворах минеральных Растворах оснований Растворах существуют Радиального распределения Растворами полимеров Растворения хлористого Растворения нитроцеллюлозы