Тема: Изучение методом Резерфордовского обратного рассеяния профилей кислорода, имплантированного в углеродные волокна

Изделия, изготовленные из углеродных композиционных материалов, находят широкое применение в самолётостроении и автомобилестроении, в аэрокосмической, электротехнической, химической промышленности. Так углеродные волокна служат армирующим компонентом легких и сверхпрочных конструкционных углепластиков. Углерод служит также модельным материалом при изучении механизмов эрозии под действием атомарного кислорода, поскольку он составляет основу изделия, основную часть потери массы.
Углеродные и полимерные материалы подвержены разрушающему действию кислорода. Кислород, обладающий высокой химической активностью, является основной компонентой атмосферы Земли.
В результате воздействия кислорода могут значительно изменяться механические, оптические, электрофизические, теплофизические и другие эксплуатационные свойства углеродных волокон и композиционных материалов на их основе, приводящие к потере основных функциональных параметров. Кислород обладает способностью химически взаимодействовать с углеродом с образованием устойчивых летучих окислов, десорбирующихся с поверхности. Поэтому получение новых данных по влиянию воздействия потоков кислорода на природу изменений структуры и физико-механических свойств полимерных и углеродных материалов является актуальной задачей.
Развитие любой отрасли науки ведет к появлению новых методов исследования. Эксперименты Э. Резерфорда в области ядерной и атомной физики легли в основу современного метода исследования элементного состава твердых тел - Резерфордовского обратного рассеяния (РОР), одним из основных достоинств которого является возможность исследования образца без существенного нарушения его структуры.
Целью данной работы является исследование возможности применения метода Резерфордовского обратного рассеяния (РОР) ионов гелия для измерения профилей концентрации и распределения кислорода по глубине в углеродных волокнах при ионной имплантации кислорода. В рамках достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
- изучить физические основы метода РОР;
- исследовать параметры спектрометрического тракта;
- определить элементный состав эталонного образца методом РОР;
- провести эксперимент по определению профиля концентрации приповерхностного слоя УВ при облучении его ионами кислорода методом РОР;
- сделать вывод по работе.
Купить

В процессе выполнения выпускной квалификационной работы была исследована возможность применения метода Резерфордовского обратного рассеяния (РОР) ионов гелия для измерения профилей концентрации и распределения кислорода по глубине в углеродных волокнах при ионной имплантации кислорода. Эксперимент показал, что метод РОР приемлем для определения кислорода в углеродных волокнах.
В соответствии с целями данной работы были изучены физические основы метода РОР, исследованы параметры спектрометрического тракта.
Методом РОР был определен элементный состав эталонного образца и проведен эксперимент по определению профиля концентрации приповерхностного слоя УВ при облучении его ионами кислорода.

Купить