23/06/2001
Новый метод обнаружения трещин в металлах
Метод обнаружения мелких трещин, встречающихся в металлических конструкциях, таких, как трубы или железнодорожные рельсы, изучается в Лаборатории Кавендиша Кембриджского университета. Сотрудник лаборатории Влад Столоян (Vlad Stolojan) надеется узнать, каким образом можно контролировать процесс образования трещин. Для анализа происходящего «растрескивания» на атомном уровне он использует технику, известную под названием «спектроскопия потери энергии электронов» (Electron Energy Loss Spectrocopy EELS). Металл начинает трескаться тогда, когда испытывает нагрузку.
При определенных условиях, таких как дополнительное давление или коррозийная окружающая среда, крохотная трещина может значительно увеличиться в размерах и постепенно разрушить металл. Этот факт приобретает серьезное значение при эксплуатации труб ядерных реакторов, рельсовых путей, металлических конструкций зданий и мостов. Любой металл состоит из микроскопических кристаллов так называемых зерен.
Зерна металла соприкасаются друг с другом, вот к этим «границам зерна» и притягиваются все присутствующие в металле примеси. Атомы примесей взаимодействуют с атомами металла и могут либо усиливать, либо ослаблять связи между ними. В целом по мере старения металла накопление на границах зерен разбавляющих примесей приводит к ослаблению, которое имеет уже катастрофический характер. Чтобы постичь суть процессов, происходящих на границах зерен, можно использовать различные микроскопические способы исследования. Фундаментальные исследования на атомном уровне, в том числе касающиеся устойчивости металла и источников изменений в нем, проводятся при помощи EELS.
При исследовании спектроскопическим методом потерь энергии электронов пучок электронов проходит через границу зерен. Определенное количество энергии этого пучка тратится на прохождение через атомы, при этом устанавливается присутствие примесей и возможное их воздействие на связи в металле. Последние усовершенствования методики EELS в лаборатории Кавендиша предоставили возможность доктору Столояну и его сотрудникам извлечь еще больше информации. До недавнего времени ученые наблюдали за фосфорными и углеродными примесями в железе. «Вначале мы экспериментально обнаружили, что углерод различными способами соединяется с фосфором. Но есть надежда, что мы продвинемся дальше и обнаружим фундаментальные принципы атомных взаимодействий», говорит Столоян. Понимание этих принципов поможет инженерам воспользоваться данной информацией для того, чтобы улучшить конструкцию хвостовиков и других изделий из металла. Результаты разработок будут также полезны производителям металлов и сплавов. Для производства металлопродукта определенного типа необходимо сознательно добавлять в металл примеси, придавая ему соответствующие твердость и сопротивляемость коррозии.
Другие новости этого раздела:
22/04/2024
26/03/2024
В подземный рудник АО «СЗФК» поступила новая техника
В КФУ предлагают новое решение для очистки сточных вод
11/03/2024
Водородный полигон собираются запустить на Сахалине летом
23/01/2024
09/01/2024
Tecnimont начала инженерные работы по проекту производства удобрений в Египте
28/12/2023
"Новатэк" получил патент на крупнотоннажные технологии производства низкоуглеродного аммиака
18/12/2023
Фосфорный центр ЕвроХима будет заниматься решением прикладных производственных задач
22/11/2023
С 27 октября 2023 года генеральным директором АО «НИИК» назначен Олег Дроботущенко
"Гродно Азот" подписал контракт с ГИАПом
15/11/2023
08/11/2023
02/11/2023
"Газпром нефть" планирует сбыт водорода в Китае через партнеров
31/10/2023
Ученые обнаружили новый метод разделения редкоземельных элементов с помощью бактериального белка