WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

«Конференция Ломоносов-2011 Секция Физика Подсекция Физика магнитных явлений Изучение морфологии и магнитных свойств исходных и химически обработанных в магнитном поле ...»

-- [ Страница 1 ] --

Конференция «Ломоносов-2011» Секция «Физика»

Подсекция «Физика магнитных явлений»

Изучение морфологии и магнитных свойств исходных и химически обработанных

в магнитном поле FeN тонкопленочных систем

Тараканов Олег

студент

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

E–mail: O.N.Tarakanov@gmail.com В настоящее время большое внимание уделяется изучению FeN магнитных пленок и многослойных структур на их основе, которые являются перспективными при разработке высокочастотных устройств микроэлектроники. Известно, что расширение функциональности магнитных сплавов связано с изучением особенностей их взаимодействия с активными компонентами внешней среды. Повышающаяся насыщенность окружающей среды сильными магнитными полями требует понимания механизмов их влияния на химические процессы, протекающие на поверхности магнитных материалов. В связи с этим заслуживающими особого внимания являются исследования магнито-химических явлений в тонкопленочных системах, обусловленные процессами окисления/растворения при наличии магнитного поля. Проанализировать эти процессы можно путем химического травления FeN тонкопленочных систем в магнитном поле с последующим изучением их физических свойств. Целью данной работы является исследование влияния магнитного поля в процессе травления FeN на морфологию и магнитные свойства.

Изучаемые тонкопленочные системы были получены методом магнетронного распыления железа в атмосфере Ar при давлении 10-4 мм. рт. ст. Многослойные тонкопленочные системы представляли собой чередующиеся слои оксида кремния и металла FeN. Толщина однослойных магнитных образцов была равна 0.25 мкм. В трехслойных тонкопленочных системах толщина магнитных слоев была равна 0.07 мкм.

Образцы были химически обработаны уксусной и фосфорной кислотой в отсутствии и наличии магнитного поля, равном 100, 200 и 300 Э, приложенном либо параллельно, либо перпендикулярно их поверхности. Исследование морфологии поверхности, а также локальных магнитных свойств описанных выше тонкопленочных систем было соответственно выполнено с помощью высокоразрешающего микроскопа, сопряженного с помощью цифровой камеры с компьютером, и метода сканирующей Керр микроскопии.

Изучение влияния химического травления на морфологию поверхностей тонкопленочных систем было выполнено с помощью хорошо-известного метода, основанного на использовании низкокоэрцитивной феррит-гранатовой (ФГ) пленки в качестве индикатора полей рассеяния [1]. Исходная ФГ пленка в нулевом магнитном поле имела характерную для этих материалов лабиринтную доменную структуру, которая наблюдалась с помощью двойного эффекта Фарадея. Затем доменная структура ФГ пленки наблюдалась при реализации оптического контакта с поверхностью изучаемых тонкопленочных систем. Было обнаружено, что в случае исходных и после химической обработки FeN образцов в нулевом магнитном поле доменная структура ФГ пленки остается лабиринтной, а при наличии магнитного поля, параллельного или перпендикулярного поверхности образцов, наблюдаются соответственно полосовые и цилиндрические домены. Этот факт свидетельствует об усилении продольных и Конференция «Ломоносов-2011» Секция «Физика»

Подсекция «Физика магнитных явлений»

вертикальных дефектов на поверхности FeN образцов после их химического травления в магнитном поле и фактически отражает видоизменение распределения полей рассеяния на их поверхности. Далее, с помощью метода сканирующей Керр микроскопии было изучено влияние описанных выше изменений морфологии поверхности тонкопленочных систем на их магнитные свойства. На магнитооптическом микромагнетометре, описанном в работе [2], для исходных и химически-обработанных образцов были измерены локальные кривые намагничивания при регистрации магнитооптического сигнала с участка поверхности диаметром 50 микрон с шагом, равным 0.5 мм.

Результаты проведенных исследований показали следующее. Исходные образцы характеризуются достаточно высокой однородностью локальных магнитных свойств. В частности, различие локальных значений поля насыщения HS не превышает 9%. После травления различие локальных значений HS повышается до 30-36 %, а их значения увеличиваются в 1.5-2 раза по сравнению с исходными образцами. Кроме того, локальные значения поля насыщения увеличиваются с ростом величины магнитного поля, приложенного в процессе травления образцов.

Объяснение полученных данных может состоять в следующем. Благодаря химической обработке образцов происходит вытравливание их поверхности с образованием соответствующего рельефа из водорастворимых солей, который обуславливает поля рассеяния. Высота наблюдаемого рельефа зависит от скорости химической реакции в присутствии магнитного поля и без него. Вообще говоря, магнитное поле влияет на скорость реакции образования окисла и травления поверхности магнитной пленки по магнито-спиновому механизму [3]. Магнитный принцип управления химическими реакциями основан на селективности этих процессов к угловому моменту молекул (в молекулярных процессах), угловому моменту электронов (спину) и ядер реагирующих в химических реакциях частиц [3]. Изменение углового момента индуцируется магнитными взаимодействиями, энергия которых в обычных условиях мала по сравнению с химической. Таким образом, в данном случае принцип управления химическими реакциями имеет не энергетическую, а спиновую природу. По этой причине скорости спин-селективных процессов зависят от магнитных взаимодействий. Скорости этих процессов зависят от величины и направления внешнего (постоянного или высокочастотного) магнитного поля [3]. Это и приводит к тому, что с увеличением значения магнитного поля, приложенного при химическом травлении образцов, появляющийся рельеф на их поверхности, предопределяющий распределение полей рассеяния, усиливается.

В заключение, исследования FeN тонкопленочных систем, показали, что химическое травление образцов при наличии магнитного поля сильно влияет на морфологию их поверхностей. Вследствие этого локальные магнитные свойства этих тонкопленочных систем существенно различаются в отличие от достаточно однородных характеристик исходных образцов. Этот экспериментальный факт был объяснен появлением рельефных образований на поверхности химически обработанных образцов, что обуславливает усиление влияния полей рассеяния на измеряемые характеристики.

Работа был выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ №10-02-00485-а.

1. Рандошкин В.В., Червоненкис А.Я. // Прикладная магнитооптика, Москва, энергоиздат, 1990 г. С. 256.

2. Shalyguina E.E., Shin Kyung-Ho, Bekoeva L.M. // J. Magn. Magn. Mat., 2000. V. 215Р. 472.

3. ЗельдовичЯ.Б.. Бучаченко А Л., Франкевич Е. Л. // УФН, 1988. Т.155. №1. С.3.

Слова благодарности Автор выражает благодарность проф., дфмн Шалыгиной Е.Е.

Коэрцитиметрическая диагностика металла барабанов паровых котлов Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля Контроль усталостного состояния металла барабанов паровых котлов и их элементов на уровне массовой экспертизы оборудования в настоящее время реально не выполняется. Главная причина – отсутствие эффективных методов и приборов, доступных рядовому эксперту. Не располагая такими данными, в сложившейся на сегодня системе технического диагностирования оперируют преимущественно информацией и понятиями дефектоскопии и механики разрушений – выявляемость дефектов, их количеством, скоростью развития трещин и т. д. Однако большую часть срока службы правильно разработанная, изготовленная и эксплуатируемая котельная установка не имеет усталостных дефектов, хотя зоны будущих возможных разрушений в ней нередко начинают формироваться и развиваться уже на стадии изготовления и монтажа. Местонахождение таких зон логически обусловлено самой конструкцией и потому хорошо известно, однако сейчас нет инструмента слежения за их усталостным состоянием до тех пор, пока в них не появятся дефекты. Таким образом, большую часть срока службы котельного оборудования с момента пуска его в эксплуатацию практическая экспертиза не следит за реальным состоянием металла, так как не имеет возможности контролировать накопление усталостных повреждений на микроуровне.

Наджный диагностический прогноз работоспособности на любой стадии срока службы при такой неполноте данных невозможен. Подтверждением служит множество аварий различных агрегатов паровых котлов, случившихся зачастую после очередной и вполне благополучной плановой дефектоскопии.

Опыт технического диагностирования металлоконструкций многих типов, в том числе и котельных агрегатов [1], в разных отраслях техники свидетельствует, что такая магнитная характеристика металла, как коэрцитивная сила ( Н с ), является эффективным параметром контроля накопления поврежднности на микроуровне (т.е. в ещ бездефектном для дефектоскопии состоянии металла) [2]. Для металлоконструкции, работающей в режиме малоцикловой усталости (МЦУ), величина Н с возрастает в дватри раза – от Н с0 до Н сВ, пока металл проходит путь от нового в состоянии поставки до состояния начала интенсивного дефектообразования. Причм зоны, в которых происходит такое накопление усталостных повреждений, большие, логически предопределеныи потому легко обнаруживаются. Количественно степень поврежднности контролируется быстро и просто по величине Н стекущ, а точнее, по степени продвинутости измеренного значения Н стекущ от исходной величины Н с0 к предельному значению Н сВ [3]. При этом оценка не зависит от того, какой эксперт и каким прибором проводил измерения. Необходимо отметить, что величины Н с0 и Н сВ характерные константы для каждой марки стали, определяемые в процессе стендовых испытаний, а в режиме МЦУ работает абсолютное большинство оборудования, контролируемое технадзором.

Показаны результаты магнитного (коэрцитиметрического) контроля металла барабанов паровых котлов БГ-35 и ГМ-50-1 после длительной эксплуатации в различных технологических режимах. Результаты магнитных исследований подтверждены металлографическими исследованиями структуры основного металла обследуемых барабанов. Исследованиями подтверждено влияние условий и технологического режима эксплуатации котлоагрегатов на структурно фазовое состояние, механические и магнитные свойства сталей барабанов паровых котлов.

Была доказана состоятельность коэрцитиметрического метода неразрушающего контроля для диагностирования котельного оборудования и определения усталостного состояния метала. Портативный коэрцитиметр КРМ-Ц-К2М прекрасно зарекомендовал себя в специфических условиях внутренних полостей парового котла и может быть применен в широкой практике магнитного диагностирования котельных установок.

Подтверждена высокая корреляция изменения структурно-фазового состояния металла барабана парового котла и его магнитной характеристики – коэрцитивной силы, что было подтверждено путм металлографических исследований. Практически было доказано влияние технологического режима эксплуатации, а также его нарушение, парового котла на усталостное состояние и структуру металла его основного элемента – барабана, и, как следствие, на магнитные характеристики металла – коэрцитивную силу [4]. Измеряемая величина Н с легко выполняется на практике рядовым персоналом при минимальном обучении, значительно увеличивая объм обследованного металла элемента котлоагрегата.

Магнитный (коэрцитиметрический) метод неразрушающей диагностики облегчает и упрощает программу технического диагностирования котельных установок, сокращая объм дефектоскопии классическими методами [5].



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 


Похожие работы:

«Москва Издательство НЦ ЭНАС 2007 УДК 56 ББК 28.1 Е87 Еськов К. Ю. Удивительная палеонтология: История Земли и жизни Е87 на ней / К. Ю. Еськов. – М.: Изд во НЦ ЭНАС, 2007. – 312 с. – (О чем умолчали учебники). ISBN 5 93196 711 0 Синтезируя большое количество сведений из самых разных областей науки, автор книги, ученый палеонтолог, создает целостную картину эволюции биосферы Земли. Книга предназначается для всех, кому интересно побывать на научной кухне, научиться понимать механизмы развития...»

«ПСИХИКА СТАЛИНА: Психоаналитическое исследование : Пер. с англ. / Предисл. В. Лейбина. — Сер.: Библиотека психоанализа. — М.: Прогресс-Академия, 1996. — 240 с. Всему миру известны проделанные американскими психоаналитиками исследования сакраментальных личностей XX века: работы Эриха Фромма о Гитлере, Эрика Гомбургера Эриксона о Мао Дзэдуне и другие. Но до последнего времени среди них не было психоаналитического исследования личности Сталина. И вот появилась работа слависта-психоаналитика Д....»

«На современном этапе в условиях реформирования правовой системы Российской Федерации одним из актуальных направлений научных исследований выступает проблема процессуальных гарантий прав граждан и организаций. В этом смысле следует согласиться с проф. Ю. С. Решетовым в том, что магистральным направлением обновления механизма реализации.правовых норм является развитие его демократических основ. Этот процесс неразрывно связан с совершенствованием процессуальных гарантий реализации прав и свобод...»

«Клиника неотложной онкологии (руководитель – проф. А.М. Беляев) НИИ СП им. И.И. Джанелидзе, г. Санкт-Петербург, ул. Будапештская, д.3. Кондрацов Сергей Александрович 8 (911) 233 12 58; e-mail: kondracov@mail.ru Резюме: До недавнего времени карциноматоз брюшины при колоректальном раке считался фатальным исходом для подавляющего большинства пациентов. Однако два новых метода лечения существенно улучшили результаты лечения этих пациентов. Новый хирургический метод лечения представляет из себя...»

«СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРАВОПРИМЕНЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ В ЛЕСНОМ СЕКТОРЕ СТРАН ВОСТОЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ ЕВРОПЕЙСКОЙ ПОЛИТИКИ ДОБРОСОСЕДСТВА и РОССИИ – ПРОГРАММА ЕПД ФЛЕГ Программа, реализуемая Всемирным банком совместно с Международным союзом охраны природы и Всемирным фондом дикой природы (Многосторонний донорский траст-фонд TF 070964) Профилактика и меры предупреждения лесных пожаров в системе лесоуправления Российской Федерации Москва 2012 УДК 614.841.2+614.841.3 ББК 43.4 П 84 Профилактика и меры...»

«Заседание пятое. Председатель – К.Н. Полещенко Секретарь – Ю. Чепурко Круглый стол: Влияние кризиса на социальные коммуникации и будущую структуру российского общества. Место науки и образования (причины и прогноз генезиса кризиса, финансовые, экономические, институциональные аспекты; механизмы осмысления и описания) (Часть 1). Вступительное слово Ореховского П.А.: Доброе утро, уважаемые участники семинара! В рамках круглого стола мы обратим внимание на два ключевых момента. Во-первых, перейдм...»

«Правовую поддержку обеспечивает юридическая фирма AllMediaLaw www.allmedialaw.ru Джанелл Барлоу, Клаус Меллер. Жалоба как подарок Авторы книги предлагают новый взгляд на жалобы Клиента — они рассматривают их как подарки, как дешевый и эффективный способ совершенствовать качество продукции и сервиса и оптимизировать бизнес. Ноу-хау авторов — восьми-шаговая формула жалоба = подарок, которую Вы сможете применить в любой организации и повысить эффективность работы с претензиями клиентов, что...»

«Аннотации рабочих программ учебных дисциплин и практик по направлению подготовки 140400.68 Электроэнергетика и электротехника магистерская программа: Моделирование, исследование и управление электромеханическими системами ОН Философия технических наук 1. Цели и задачи дисциплины: Основная цель курса состоит в том, что бы сформировать у магистрантов целостное представление о научно-техническом знании как результате специфической формы познавательной деятельности. Основные задачи курса: -...»

«Акад. И. И. ШМАЛЬГАУЗЕН ПУТИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СОЮЗА ССР МОСКВА 1940 ЛЕНИНГРАД ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящая книга посвящена вопросам направленности и закономерности эволюции и является естественным дополнением к написанной ранее книге—Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии (М.—Л., 1938), хотя вместе с тем она представляет собой вполне законченное целое. Обе книги посвящены двум наиболее крупным и актуальным проблемам эволюционной...»

«Пути развития россии Траектория и современный вектор развития цивилизационной матрицы России О.Э. БЕССОНОВА В статье вновь поднимается вопрос об историческом характере развития России, который обычно рассматривался в рамках парадигмы двух путей цивилизационного развития Запад – Восток. Эта устаревшая парадигма не позволяет адекватно соотнести путь России с реальными вариантами развития. Поэтому предложена новая интегрально-институциональная парадигма цивилизационного развития, в основе которой...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.