Сборник учебных программ по повышению квалификации персонала

Программа курса
Десорбционная спектроскопия и метод термостимулированного газовыделения в диагностике материалов

Проф. Бекман И. Н.
(до 20 учебных часов)

1.Классификация экспериментальных методов диффузионной спектроскопии. Определение понятий. Сферы применения различных вариантов.
2.Метод термодесорбционной спектроскопии.
Термодинамика и кинетика адсорбции. Методы приготовления образцов и их предварительная диагностика. Аппаратура для десорбционной спектроскопии. Методика эксперимента: ступенчатый нагрев, импульсный нагрев (флаш десорбция, линейное и пилообразное нагревание.Метод дробной дегазации). Феноменологическая теория метода.
3.Электронно-стимулированная десорбция (ЭСД).
Основные механизмы ЭСД. Электронно — стимулированная десорбция с угловым распределением ионов. Примеры.
4.Фотонно-стимулированная десорбция. Сущность метода. Аппаратура методика проведения эксперимента. Десорбция, стимулированная лазерным излучением. Примеры.
5.Термостимулированное газовыделение. (Термодиффузионная спектроскопия).
Методы введения газового зонда в материалы: ионная бомбардировка, диффузия из газовой фазы, введение газа в ходе приготовления образца или твердофазных превращений. Структурные и химические изменения материала в ходе введения зондов: радиационные эффекты в кристаллических структурах, твердофазные превращения под действием ядерных излучений и ионной бомбардировки. Характеристики меченых образцов. Аппаратура для изучения процессов газовыделения. Методика проведения эксперимента: программированный нагрев. Механизмы десорбции и феноменологическое описание диффузионных процессов. Формальный порядок реакции термодесорбции. Десорбционные процессы со спектром энергий активации. Применение программированного нагрева для разрешения и интерпретации сложных ТД-спектров. Примеры.
6.Метод радиоактивной газовой метки.
Способы введения газообразных радионуклидов в твердые тела: использование эффекта отдачи, образование газов за счет ядерных реакций или распада материнского радионуклида, ионная бомбардировка. Радиохимические методы исследования процессов газовыделения: контроль газовой и твердой фаз. Учет процессов радиоактивного распада и накопления, рассеяния и поглощения излучения. Комплексный эманационно-термический анализ. Примеры применения.
7.Способы обработки и интерпретации термодесорбционных спектров. Комплексы программы для управления экспериментом, обработки и интерпретации результатов. Предварительная обработка данных: сглаживание, нормировка, учет инерционности системы регистрации.
Предварительная оценка параметров. Выбор адекватной модели процесса. Планирование ТД-экспериментов. Определение математической и физической моделей процесса. Определение ошибок параметров. Количественная информация о структуре и составе поверхности, а также о структурных превращениях в объеме исследуемого материала.
8.  Применение термодесорбционной спектроскопии в исследовании поверхности твердых тел.
Определение топологической и энергетической неоднородности поверхности, а также энергетических характеристик латеральных взаимодействий между молекулами адсорбата. Методы изотопного обмена. ТДС в адсорбции: определение спектров энергий активации адсорбции. Примеры: адсорбция водорода металлами; адсорбция инертных газов металлами, оксидами, стеклами и керамикой: ТДС в катализе.
9.  Метод термодесорбционной дефектоскопии в диагностике твердых тел и твердофазных процессов.
Дефектоскопия твердых тел. Исследование структуры тонких приповерхностных слоев и происходящих в них процессов.
Диагностика функциональных материалов химической промышленности: адсорбенты, катализаторы, мембраны, рабочие элементы мембранного катализа. Исследование твердофазных процессов: полиморфные превращения, фазовые и изофазовые превращения, твердофазные реакции. Примеры.
10.Термодесорбционная спектроскопия и метод термостимулированного газовыделения в изучении конструкционных материалов.
Материалы водородной энергетики. Композиты на полимерной основе. Диагностика ТВЭЛов (свеллинг). Конструкционные элементы ядерных и термоядерных установок. Изучение процессов зарождения и развития газовой пористости. Проблема 1-й стенки термоядерного реактора (блистеринг).
11.  Перспективы развития десорбционного метода и метода термодиффузионной спектроскопии в области материаловедения.

Литература:
1.  В. Балек, Ю. Тельдеши. Эманационно-термический анализ.М.: Мир, 1986.
2.Л. Л. Кунин и др. Проблемы дегазации металлов. М.: Наука, 1972.