Спосіб ідентифікації дефектів структурних бар’єрів на поверхні багатокомпонентних сплавів
Номер патенту: 37886
Опубліковано: 10.12.2008
Автори: Дурягіна Зоя Антонівна, Алімов Валерій Іванович, Щербовських Наталя Валентинівна, Георгіаду Марія Вікторівна
Формула / Реферат
Спосіб ідентифікації дефектів структурних бар'єрів на поверхні багатокомпонентних сплавів, що включає оцінку параметрів позитронів, який відрізняється тим, що визначають величину інтенсивності спектра і час життя позитронів.
Текст
Спосіб ідентифікації дефектів структурних бар'єрів на поверхні багатокомпонентних сплавів, що включає оцінку параметрів позитронів, який відрізняє ться тим, що визначають величину інтенсивності спектра і час життя позитронів. (19) (21) u200809510 (22) 21.07.2008 (24) 10.12.2008 (46) 10.12.2008, Бюл.№ 23, 2008 р. (72) ДУРЯГІНА ЗОЯ АНТОНІВН А, U A, АЛІМОВ ВАЛЕРІЙ ІВАНОВИЧ, U A, ЩЕРБОВСЬКИХ Н АТАЛЯ ВАЛЕНТИНІВНА, UA, ГЕОРГІАДУ МАРІЯ ВІКТОРІВН А, U A 3 37886 рело позитронів і за допомогою спектрометра вимірюють інтенсивність спектру і час життя позитронів. Далі приймають граничні умови і модель поведінки позитронів і на основі цього створюють розрахункові залежності для переходу до оцінки типа і концентрації дефектів. Приклад. Оцінку працездатності способу ідентифікації дефектів структурних бар'єрів на поверхні багатокомпонентних сплавів проводили шляхом використання моделі анігіляції позитронів. При створенні моделі приймали наступні допущення: - при досягненні стану термічної рівноваги (для часу t=0) переважно всі позитрони знаходяться в стінках Блоха, а вільні позитрони дифундують по кристалу та анігілюють з цього стану із швидкістю l f = 1/ tf ; - швидкість анігіляції позитронів КDj на дефектах і-го роду прямо пропорційна концентрації цих дефектів CDj: K Djj = mDj × CDj ; де mDj - загальна швидкість анігіляції позитронів, що властива для де фекту; - існує можливість вивільнення позитронів із дефекту, що може бути оцінено за допомогою швидкості вивільнення dDjj . Припускаємо, що у кристалі знаходиться N дефектів різного роду (j =1,...N), в яких може залишитися локалізований позитрон. В момент часу t=0 кількість позитронів у вільному стані f позначеного через nf є рівна no, а кількість захоплених позитронів дефектами різного роду å N 1nDj рівна j= нулю. Протягом часу життя позитронів частина lf×nf позитронів анігілює, частина å N 1K Dj × n f заj= лишається у дефектах, а частина å N 1dDj × nDj j= знову повертається до стану f під час процесу вивільнення з дефектів. Кількість позитронів, що знаходиться у вільному стані f за одиницю часу свого перебування у кристалічній гратці матеріалу, описується рівнянням: 4 æ ö N N dnf ç ÷ = - ç l f + å KDj ÷ × nf + å dDj × nDj (1) dt ç ÷ j= 1 j= 1 è ø В той час як кількість позитронів, що знаходиться у дефектах і-го роду за одиницю часу свого перебування у кристалічній гратці матеріалу, можна обрахувати за рівнянням: N dnDj = å KDj × nf - l Dj + dDj × nDj (2) dt j=1 Складаємо систему N+1 різницевих рівнянь, для яких граничні умови записуються у вигляді: nf = n0; nDj(0) = 0; j=1,…N. (3) Відповідно до двокомпонентної моделі спектр часу життя позитронів складається з двох складових часу життя t1 i t2 та інтенсивностей I1 і I2, ( ) причому І1+І2=100%, тому розв'язок цієї системи різницевих лінійних рівнянь зводиться до визначення величини і власних векторів матриці, в результаті чого нам вдалося розрахувати складові величини часу життя та їхньої інтенсивності в одержаному спектрі: t1 = tf tD1 - tf , I1 = , 1+ tf × K Dj tD1 - tf + KD1 × tD1 × tf t2 = tD1, I 2 = KD1 × tD1 × tf . tD1 - tf + KD1 × tD1 × tf (4) (5) Варто зауважити, що в двокомпонентній моделі найкоротший час життя t1 , не є рівним, а є меншим від часу життя вільного позитрону tf , тоді як друга складова часу життя позитронів точно відповідає часу життя позитрону в де фекті. Відповідно до двокомпонентної моделі анігіляції позитронів за тривалістю життя позитронів можна визначити типи дефектів, що знаходяться у досліджуваному матеріалі, в той час як за інтенсивністю спектру відбитих фотонів встановлюється концентрація цих дефектів (Фіг.1). При цьому середній час життя позитронів є відповідною мірою степені дефектності поверхні зразка (Таблиця 1). Таблиця 1 Параметри анігіляції позитронів, які визначені експериментальним шляхом для сталі 12Х17Т Стан поверхні зразка Вихідний Після синтезування бар'єрного шару лазерним легуванням Після корозійних випробувань бар'єрного шару t1 , пкс 114,5±3 t 2 , пкс 201,4±3,2 I1, % 54,8±2,3 I2, % 45,2±2,3 tm , пкс 153,7 k2 0,9236 116,8±2,8 202±13 76,9±4 23,14±4 137,08 1,0346 148,4±8,4 240±7,8 90±11,6 10±11,6 135,9 1,0381 Одержані результати досліджень дозволили встановити, що поверхня зразка сталі 12Х17Т у вихідному стані виявилась більш дефектною порівняно із станом її поверхні після формування ба р'єрних шарів лазерною обробкою. Це можна пояснити тим, що розміри дефектів першого роду (вакансії, дислокації), ідентифіковані у вихідному стані, менші за розміри дефектів другого роду 5 37886 (кластери, дисклінації), кількість перших значно більша. Після лазерного легування, коли поверхневі шари на глибині до 150-200мкм мають відмінну від основи стр уктур у, морфологічні особливості якої визначаються фазовими перетвореннями, перерозподілом легувальних елементів між твердим розчином і вторинними фазами, зміною енергетичного стану поверхні та безперечно параметрами поверхневої обробки, концентрація дефектів першого роду збільшується, оскільки відбувається подрібнення зерен, а, відповідно, збільшення загальної поверхні границь зерен. Крім цього, під час лазерного легування створюються енергетичні умови, що сприяють утворенню коміркової дислокаційної будови. При цьому концентрація дефектів другого роду буде зменшуватися в результаті аннігіляції цих дефектів. Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 6 Після корозійних випробувань спостерігається збільшення розмірів дефектів як першого, так і другого роду. В той самий час концентрація дефектів другого роду зменшується, а першого - навпаки збільшується. Такий характер закономірностей перерозподілу дефектів різного ієрархічного рівня за концентрацією та розмірним фактором підтверджує позитивну роль існування в поверхневих шарах конструкційних матеріалів штучно створених структурних бар'єрів. В такий спосіб використання методу анігіляції позитронів є прямим свідченням ефективності використання методів інженерії поверхні для керованого регулювання її структурноенергетичного стану з метою формування заданих функціональних властивостей. Це підтверджує стабілізацію структурних бар'єрних шарів, які виконують надійну захисну функцію. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod of identification of the defects of structural barriers on the surface of multicomponent alloys
Автори англійськоюDuriahina Zoia Antonivna, Alimov Valerii Ivanovych, Scherbovskykh Natalia Valentynivna, Heorhiadu Mariia Viktorivna
Назва патенту російськоюСпособ идентификации дефектов структурных барьеров на поверхности многокомпонентных сплавов
Автори російськоюДурягина Зоя Антоновна, Алимов Валерий Иванович, Щербовских Наталья Валентиновна, Георгиаду Мария Викторовна
МПК / Мітки
МПК: B21F 21/00
Мітки: сплавів, поверхні, бар'єрів, структурних, дефектів, багатокомпонентних, спосіб, ідентифікації
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-37886-sposib-identifikaci-defektiv-strukturnikh-barehriv-na-poverkhni-bagatokomponentnikh-splaviv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб ідентифікації дефектів структурних бар’єрів на поверхні багатокомпонентних сплавів</a>
Попередній патент: Спосіб прогнозування ступеня ризику виникнення рецидивів первинного генітального герпесу в епідемічних зонах
Наступний патент: Фрикційний амортизатор
Випадковий патент: Спосіб розкислення, мікролегування і модифікування рейкової сталі