Распределение элементов

Рис. 213. Распределение электронов в оболочках 3d и -Is у хрома и железа

Распределение электронов проводимости в твердом теле подчиняется статистике Ферми — Дирака (рис. 2.1). С повышением температуры тепловую энергию воспринимают только внешние валентные электроны, переходящие на еще более высокие энергетические уровни, которые у металлов обычно свободны. Уровень или граница Ферми Wf определяется концентрацией электронов, т. е. зависит от расстояния между атомами и валентности металла. При числе п свободных электронов

Рис. 2.1. Распределение электронов по энергиям в металле согласно статистике Ферми — Дирака:

СПЕКТРОГРАФ (от спектр и ...граф) -оптич. спектральный прибор, приёмник к-рого (фотогр. материалы, многоэлементный фотоприёмник и др.) регистрирует одновременно весь оптич. спектр, развёрнутый с помощью призм либо дифракц. решётки в фокальной плоскости С. С. применяют гл. обр. для пром. и науч. исследований спектров в-в, а также в астрономич. исследованиях (совместно с телескопом) физ. св-в и движения небесных объектов. СПЕКТРОМЕТР (от спектр и ...метр) -в широком смысле устройство для измерения ф-ции распределения нек-рой физ. величины /по параметру х. Функция f(x) может определять распределение электронов по скоростям (бета-спектрометр), атомов по массам (масс-спектрометр), гамма-квантов по энергиям (гамма-спектрометр), частот рентгеновского излучения элементов в зависимости от их ат. н. (см. Рентгеноспектральныйанализ), энергии световых потоков по длинам волн X (оптич. спектрометр) и т.п. В узком смысле С. наз. спектральный прибор для измерения оптич. спектров f(k) с помощью фотоэлектрич. приёмников излучения (с фотоэлектрич. регистрацией). СПЕКТРОСЕНСИТОМЕТР (от спектр, позднелат. sensitivus - чувствительный и ...метр) - прибор, применяемый для экспонирования фотоматериала при определении его спектральной чувствительности; обеспечивает регистрацию на испытуемом фотоматериале оптич. спектра при разл. экспозициях.

РЭМ - это метод исследования поверхности образца, использующий энергетическое и пространственное распределение электронов, эмитированных из его приповерхностного слоя под воздействием остросфокусированного луча (зонда) [72].

СПЕКТРОМЕТР (от спектр и греч. metreo — измеряю) — в широком смысле устройство для измерений ф-ции распределения нек-рой физ. величины / по параметру х. Функция f(x) может определять распределение электронов по скоростям (бета-спектрометр), атомов по массам (масс-спектрометр), гамма-квантов по энергиям (гамма-спектрометр), частот рентгеновского излучения элементов в зависимости от их ат. н. (см. Рентгеноспект-ралъный анализ), энергии световых потоков по длинам волн (оптич. спектрометр) и т. п. Последний обычно наз. просто С. и в этом, узком смысле означает оптич. прибор для получения спектров и измерений спектр, хар-к веществ.

7 87ГГ [223] 7s' ФРАНЦИЙ 88 ка 226.0254 7s2 РАДИЙ 89 АС 6d'7s2 [227] АКТИНИЙ 104 KU 6d27s2 [261] КУРЧДШИЙ 105(NS) (НИЛЬСБОРИЙ) Атомный номер --1 Атомная., 92 и $• 238,029 5/3 УРАН •—Распределение электронов по застраивающимся и ближайшим подоболочкам.

«Если стекло подвергнуть воздействию чисто ионизирующей радиации, например рентгеновских или улучей, то в основном будут проявляться последствия чисто электронных процессов. Эти процессы происходят вследствие возбуждения электронов. В некоторых стеклах ионизационные процессы временны, и после удаления поля распределение электронов становится таким же, как в исходном состоянии, особенно если образец находится при достаточно высокой температуре. В других

стеклах распределение электронов постоянно меняется... Добавка или удаление одного или более электронов из зоны дефектов или примесных центров приводит к образованию центров, которые могут поглощать свет, т. е. центров окрашивания. Взаимодействие у-квантов с атомами приводит главным образом к образованию фотоэлектронов, электронов отдачи или пары электрон — позитрон. Проходя через стекло, эти электроны теряют энергию за счет кулоновского взаимодействия, реагируя с менее прочно связанными электронами. Если взаимодействие достаточно сильное, то связанные электроны удаляются со своей нормальной орбиты с энергией, достаточной для движения через материал. Если взаимодействие менее сильно, связанные электроны остаются возбужденными. Области с недостатком электронов, или дырки, как их обычно называют, видимо, движутся в материале до тех пор, пока не рекомбини-руют с дефектом структуры или примесью. Электроны также движутся в стекле и рекомбинируют с дырками. Каждый у-квант образует один или несколько электронов отдачи, которые, в свою очередь, создают большое число электронов и дырок вдоль своей траектории... Окрашивание происходит в две стадии: первая стадия — из-за окрашивания дефектов, уже присутствующих в стекле, а вторая — из-за образования и окрашивания дефектов под воздействием радиационного поля».

Рис. 5.9. Распределение электронов по состояниям для трех значении температур

Распределение электронов в металле при абсолютном нуле. Металл -для свободных электронов является потенциальной ямой» выход из которой требует затраты работы по преодолению сил связи, удерживающих электрон в металле. На рис. 3.14 представлена схема такой ямы. Горизонтальными линиями показаны энергетические уровни, которые могут занимать электроны. В соответствии с принципом Паули на каждом таком уровне могут разместиться два электрона. Если электронный газ содержит N электронов, то последним будет занят уровень с номером N12. Этот уровень называется уровнем Ферми для вырожденного электронного газа. Он

Если элемент изоморфен а-титану, т. е. имеет гексагональную кристаллическую решетку, то он расширяет «-область (I класс); если элемент изоморфен р-титану, т. е. имеет кубическую объемно-центрированную решетку, то он расширяет р-область (II класс). Элементы I класса называют а,-стабилиза-торами, элементы второго класса ^-стабилизаторами (распределение элементов по классам показано на рис. 374*.

фективного переноса расплавленного основного металла в центральные части сварочной ванны. В случае применения разнородных наплавленного и основного металлов этот участок отчетливо наблюдается в виде переходной прослойки. Последняя имеет, существенно отличающиеся от металла шва и ЗТВ химический состав, вторичную микроструктуру и механические свойства. На оплавленном участке ОШЗ возможно появление жидких прослоек между зернами, имеющих смешанный состав в результате перемешивания наплавленного и основного металлов. Распределение элементов по ширине ЗС имеет сложный характер, который определяется процессами перемешивания наплавленного и основного металла, диффузионного перераспределения элементов между твердой и жидкой фазами и в твердой фазе на этапе охлаждения (см. гл. 12).

Рис. 6.10. Распределение элементов и соединений в поверхностном слое образца ВТ6, имплантированного ионами меди дозой К)17 см~2

Существенные изменения происходят в поверхностном слое лопатки II ступени после испытания в течение 900 часов. Со стороны корыта в «горячей» зоне обедненный слой достигает 40— 50 мк (рис. 4), а со стороны спинки 15—20 мк. Распределение элементов в поверхностном слое лопатки показывает, что «белая» зона обеднена легирующими элементами (хромом до 3 %, молибденом до 2.5%). На неалитированных лопатках II ступени с уве-

Дополнительные сведения удается получить, изучая распределение элементов в поверхностных слоях образца, формирующихся в процессе избирательного растворения. Для этого образец подвергают равномерному послойному травлению с последующим селективным анализом растворов. Селективный, анализ основан на измерении спектра излучения, причем по энергии излучения рудят о природе, а по интенсивности - о количестве определяемого элемента.

Способы травления подразделяют на способы, пригодные для микроскопических или макроскопических исследований. При травлении выявляют все многообразие структурных составляющих, распределение элементов, а также ориентацию зерен.

3. Способ отпечатков применяют исключительно к области макроисследований. Вид отпечатка дает во многих случаях сведения о числе и величине включений (сульфидов, окислов), т. е. о степени чистоты, но не характеризует структуру. Некоторые способы отпечатков позволяют определить распределение элементов, например фосфора как примесного элемента в твердом растворе основного материала.

Ряс. 1. Распределение элементов в зоне взаимодействия бора со с

При использовании излучения СО2-лазера исследования процесса насыщения проводились на образцах из алюминия и нержавеющей стали [52]. Образцы перед лазерным облучением покрывались слоем мелкого неметаллического порошка, смешанного с медью и цинком. Распределение элементов в расплавленном поверхностном слое оценивалось с помощью рентгеновского микроанализатора.

§3 .- Содержание элементов, % Распределение элементов по фракциям, %

М.а.м. успешно применяется для исследования металлов, в частности внутреннего строения металлич. сплавов и процессов, протекающих в них (распределение элементов в сплавах, диффузия и междуатомное взаимодействие, фазовый анализ), процессов трения и износа металла, для обнаружения дефектов металла, а также при изучении металлургич. процессов, техно-логич. операций и т. д.