Воздействии коррозионной

В результате облучения в окиси алюминия возникают различные оптические эффекты, зависящие от типа и дозы облучения. Шиманский и Кей-фер [200] сообщают, что -у-кванты Со60, рентгеновское и ультрафиолетовое излучения образуют центры окрашивания, эффективность которых уменьшается в порядке перечисления видов излучения. Оптические эффекты имеют тенденцию к насыщению, а излучение низких энергий будет восстанавливать центры окрашивания, полученные при воздействии излучения высоких энергий. Рентгеновское излучение изменило цвет алокса от белого до коричневого в результате образования центров окрашивания [83]. Цвет восстанавливается до первоначального при облучении видимым светом, но в отсутствие света центры окрашивания сохраняются. Леви [136] также изучал образование центров окрашивания в А1203 при облучении в реакторе. Замеченные полосы поглощения при 6,02; 5,35 и 4,85 эв исчезают при отжиге центров окрашивания (до 750° С). Кристаллы А1203 облучались также -^-квантами [1331; изучение процессов при отжиге показало, что устранение центров окрашивания в основном происходит под действием электронных процессов. Сапфир, используемый в солнечных элементах, облучали потоком 3-Ю12 протон/см* (19 Мэв); при этом он не потерял прозрачности в спектральном интервале длин волн [8]. Джильям [93 ] не обнаружил изменений в спектре парамагнитного резонанса а-А12О3 после ^-облучения дозой 1,4-108 эрг/г при 30° С, но наблюдал, как кристаллы окиси алюминия приобретали дымчатый оттенок, который исчезал после нескольких месяцев выдержки при комнатной температуре. Изучалась радиационная устойчивость А1203, герметически заваренной в контейнеры из различных металлов (см. табл. 4.1). Как уже указывалось, сварка осталась неповрежденной после облучения интегральным потоком тепловых нейтронов 7-Ю20 нейтрон/см2 [94].

В настоящее время очень мало известно о воздействии излучения на микроминиатюрные сопротивления, изготовленные из титановых и керамических деталей [8]. Указания на конкретный материал пленки в данной работе нет, однако тот факт, что сопротивления имели относительно стабильные характеристики при температурах выше 700° С, означает, что это должен быть металл. Пять сопротивлений работали 1600 ч при номинальной электрической мощности во время облучения в реакторе Ок-Риджской национальной лаборатории. Их сопротивления составляли от 12 до 180 ом. Максимальные изменения под действием излучения не превышали 1,5%.

Электрические разъемы в настоящее время играют важную роль в электронных схемах и поэтому относятся к критическим элементам, определяющим работу системы в условиях облучения. Необходимость обеспечивать надежность в различных условиях порождает тенденцию к упрощению электрических схем и уменьшению числа деталей. Уменьшение числа электрических разъемов должно сокращать число деталей, которые могли бы испытывать вредное влияние излучения. Однако нельзя не учитывать явные преимущества техники модульной сборки для обслуживания, производства и монтажа, которая позволяет легко удалять модули или целые сборки. Но при этом надо иметь в виду, что указанные преимущества могут быть сведены на нет, если различные электрические и механические характеристики разъемов ухудшаются при воздействии излучения.

Изменения в материале при воздействии излучения ОКГ в режиме свободной генерации. Углеродистые стали. Изучение структурных и фазовых превращений, происходящих в материале под воздействием излучения ОКГ, наиболее целесообразно проводить на углеродистых сталях, так как они достаточно полно исследованы в различных условиях термообработки. В частности, на этих сталях

Изменения в материале при воздействии излучения лазера с модулированной добротностью. Оптические квантовые генераторы, работающие в режиме модулированной добротности, позволяют получать излучения большой пиковой мощности, что дает возможность создавать на поверхности фокусировки плотность мощности 108—

1812 Вт/сма при длительности импульса 10 8—10 э с. Такое значение длительности импульса заметно сказывается на процессах, происходящих в материале под воздействием излучения. В условиях воздействия лазерными импульсами миллисекундной длительности в материалах происходят структурные изменения, вызванные большими скоростями нагрева и охлаждения. Исследованиями установлены существенные отличия структур, образовавшихся при облучении стали 20 импульсными ОКГ длительностью 10~8 с и энергией 1—35 Дж, от структур, полученных в этой же стали при воздействии излучения миллисекундной длительности [41]. Зона воздействия гигантского импульса на сталь 20 состояла из трех слоев: первый слой (толщина 10—20 мкм) — участок со структурой мелкоигольчатого мартенсита и микротвердостью 760 кгс/мм2; второй (толщина »20 мкм) — ЗТВ, для структуры которой характерны превращенные зерна перлита с микротвердостью 650 кгс/мм2; третий (толщина 700—750 мкм) — зона механического влияния (ЗМВ), для структуры которой характерен феррит, причем ферритные зерна в этой зоне содержат двойниковые кристаллы. Микротвердость этой зоны составляет 230 кгс/мм2.

Наибольшая твердость стали наблюдается при облучении импульсом ОКГ длительностью 10~3 с, наименьшая — при механическом воздействии, а при воздействии импульса 10~8 с она имеет промежуточное значение. Механизм процессов, происходящих при воздействии излучения длительностью 10~8 с, может быть представлен так [33]. На поверхности материал под действием лазерного излучения переходит в плазменное состояние. В результате расширения плазмы образуется ударная волна, давление которой может достигать довольно большого значения. Распространяясь вглубь материала, ударная волна может приводить к необратимым процессам в материалах, вызывать пластическую деформацию.

Ударная волна создается в результате мгновенного импульсного воздействия на поверхность материала, вследствие чего тонкий поверхностный слой быстро испаряется. Давление этой волны и интенсивность механического воздействия определяются плотностью мощности лазерного излучения и теплофизическими характеристиками материала поверхностного покрытия (отражательной способностью, энергией сублимации и ионизации обрабатываемого материала). Облучению подвергали образцы без покрытий, с прозрачным кварцевым покрытием, с покрытием в виде свинцовой фольги, а также с комбинированным покрытием кварцем и свинцом. При воздействии излучения на свинцовое покрытие из-за низкой энергии сублимации свинца это покрытие испаряется раньше, чем слой железа (подложка), вследствие чего увеличивается импульс отдачи, а следовательно, и давление ударной волны. Покрытие кварцем способствует ограничению испарения металла.

Рис. 59. Изменение поглощательной способности материала при воздействии излучения СО2-лазера.

Во многих практических случаях необходимый технологический эффект можно получить лишь при импульсном или импульсно-периодическом воздействии излучения на вещество. Такой характер генерации можно получить в условиях непрерывного возбуждения лазера, модулируя добротность резонатора. Однако более просто и эффективно короткие одиночные и периодически следующие друг за другом импульсы лазерного излучения создают, используя возбуждение активной среды, с помощью импульсных электрических разрядов.

Развитие полупроводниковой технологии позволило разработать и изготавливать серийно полупроводниковые приборы для регистрации ионизирующих излучений. Работа полупроводниковых приборов [1, 21] основана на внутреннем фотоэффекте, проявляющемся в том, что при воздействии излучения изменяется удельная электрическая проводимость полупроводникового вещества за счет изменения числа носителей зарядов (электронов или дырок), количество которых связано с интенсивностью излучения и его энергий. Для регистрации ионизирующих излучений используют полупроводниковые резисторы с одним проводящим слоем и устройства с несколькими слоями, имеющими различные типы проводимости.

При воздействии излучения в зоне, обедненной носителями зарядов, за счет энергии квантов излучения возникают дополнительные электроны или дырки. На ионизацию одного атома в кристалле германия или кремния расходуется 3—4 эВ. В зависимости от энергии кванта падающего излучения в запирающем или t'-слое образуется соответствующее число дополнительных носителей зарядов, формирующих импульс тока в цепи, в которую включен полупроводниковый прибор. Если на длине пробега кванта излучения энергия его будет полностью израсходована на ионизацию атомов, то зависимость амплитуды импульса тока на выходе полупроводникового прибора от энергии, кванта будет линейной. Это обусловливает необходимость изготовления полупроводниковых приборов сравнительно больших размеров. Общее число импульсов, полученных на выходе полупроводникового прибора за единицу времени, определяется интенсивностью падающего ионизирующего излучения.

Наличие диффузионных прослоек влияет на работоспособность сварных соединений. Вероятность разрушений по зоне сплавления свазана с появлением в этой зоне объемного напряженного состояния и увеличением хрупкости пограничных участков шва. Кроме этого, может произойти разрушение по металлу обезуглерожспной прослойки со стороны менее легированной стали ввиду его меньшей прочности при воздействии коррозионной среды и напряжений, а также коррозионное растрескивание по обезуглероженной прослойке.

11) коррозию под напряжением —коррозию металлов при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений. В зависимости от характера нагрузок может быть коррозия при постоянной нагрузке (например, коррозия металла паровых котлов) и коррозия при переменной нагрузке (например, коррозия осей и штоков насосов, рессор, стальных канатов); одновременное воздействие коррозионной среды и знакопеременных или циклических растягивающих нагрузок часто вызывает коррозионную усталость — понижение предела усталости металла;

и) коррозионным растрескиванием — коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристаллитных (рис. 3, 2и) или межкристаллитных трещин (например, коррозия некоторых деформируемых сплавов магния с алюминием в атмосфере или воде при наличии растягивающих напряжений и так называемое сезонное растрескивание холодно деформированных а- и р-латуней, содержащих более 8—10% Zn, при коррозии в атмосфере, содержащей NH3, SO2 и др.

ризации, превышение которых приводит к возрастанию скорости коррозии. Так, при концентрации HNO3 более 94% резко увеличивается скорость коррозии железа (см. рис. 207); такой же эффект наблюдается при анодной поляризации никеля в 1-н. растворе K2SO4 по достижении потенциалов положительнее +0,6 В (рис. 215). Нарушение пассивности металлов при окислительном воздействии коррозионной среды или при весьма сильной анодной поляризации называют перепассивацией. _;?

Не всякий вид разрушения, имеющий место при совместном воздействии коррозионной среды и напряжений, следует относить к коррозионному растрескиванию. Наличие растягивающих напряжений, как было указано выше, является необходимым условием для коррозионного растрескивания металлических конструкций. Напряжения могут возникать при приложении нагрузок извне, либо это внутренние напряжения, остаточные после термической или механической обработки, по они всегда должны быть растягивающими.

- коррозионным растрескиванием - образование треции у металлов при одновременном воздействии коррозионной среда

При одновременном воздействии коррозионной среды и пере- . менннх напряжений имеет место так называемая коррозионная усталость металла. В этом случав срок службы металлического изделия понижается по сравнению с работой в обычных условиях { на воздухе).

•электрохимического потенциала. Коррозия без заметных внешних признаков быстро развивается по границам зерен, вглубь, резко снижая при этом механические свойства. Сталь, пораженная иптер кристаллитной коррозией, теряет металлический звук и при изгибе дает падоывы по границам зерен в местах коррозионного разрушения металла. Кроме того, различают коррозию под напряжением, которая возникает при одновременном действии коррозионной среды и, обычно напряжений растяжения. Разновидностью этой коррозии является .коррозионное растрескивание, т. е. образование в металле тонкой сетки трещин при воздействии коррозионной среды и напряжений.

коррозионное растрескивание - коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения с образованием транскристашштных или межкристаллитных трещин;

коррозия под напряжением - коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или переменных механических напряжений;

за основу модель, согласно которой интенсификация усталостного роста трещины при воздействии коррозионной среды является лишь отражением склонности сплавов к коррозионному растрескиванию [427], то кинетическая диаграмма должна выглядеть, как показано па рис. 48.5, б. В самом общем случае, когда влияние среды проявляется и ниже уровня KIKC, диаграммы приобретают вид, изображенный на рис. 48.5, в. Следует отметить, что представленные здесь типичные диаграммы не отражают всего многообразия диаграмм коррозионно-усталостного роста трещин, скорость которых зависит от многих факторов, таких как частота, асимметрия и форма цикла нагружения, температура испытания, структура материала н механизм воздействия среды. В некоторых случаях скорость роста трещин в коррозионной среде даже понижается в сравнении с инертной средой. Это может достигаться за счет затупления коррозионной трещины вследствии проявления механизма анодного растворения металла, или так называемого закрытия усталостной трещины, вызванного клиновым эффектом продуктов коррозии в вершине трещины и приводящего к уменьшению эффективного амплитудного коэффициента интенсивности напряжений.