مقاله طیف سنجی نشری قوس و جرقه

اختصاصی از رزفایل مقاله طیف سنجی نشری قوس و جرقه دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب ورد و قابل ویرایش در 38 صفحه می باشد.

فهرست مطالب

طیف سنجی نشری قوس و جرقه ۵
منابع برانگیختگی قوس ۵
قوس های dc آزاد سوز ۶
تبخیر گزینشی ۹
انواع دیگر قوس ۱۰
قوس های ac و نوبتی ۱۱
قوس ها به عنوان منابع نشری ایده آل ۱۲
جرقه های ولتاژ بالا و دیگر منابع نشری ۱۳
تخلیه جرقه با ولتاژ بالا ۱۴
منابع جرقه ۱۵
فرآیندهای تشکیل واپاشی جرقه ۱۷
طیف بینی با تفکیک زمان ۱۷
کاربردهای دیگر جرقه ۱۸
نتیجه گیری : ۱۹
منابع برانگیختگی گوناگون ۲۰
ریزردیاب لیزری ۲۰
شکست القا شده با لیزر ۲۱
تخلیه در فشار کاهش یافته ۲۲
تخلیه کاتد توخالی ۲۳
فیلم های نازک منفجر شونده ۲۴
تخلیه فشردگی تتا ۲۵
آشکارسازی عکاسی برای نشر قوس و جرقه ۲۶
مشخصه های عملکرد ۲۹
روش شناسی و کاربردها ۳۲
روش های کمی ۳۴
کاربردها ۳۶
تجزیه سیلیکات های معدنی و سنگ ها ۳۶
اندازه گیری فلزات در فولاد ۳۷

طیف سنجی نشری قوس و جرقه

در منابع قوس و جرقه تقریباً امکان برانگیختن همه عناصر پایدار در جدول تناوبی وجود دارد.

تخلیه قوس و جرقه به عنوان منابع برانگیختگی از دهه ۱۹۲۰ برای طیف سنجی نشری وکیفی و کمی استفاده شده است. بسیاری از پیشرفت های نوین برانگیختگی قوس و جرقه در طی سالهای جنگ، دهه ۱۹۴۰ به ویژه در پروژة منهتان اتفاق افتاد.

در منبع قوس dc ،  ۷۰ تا ۸۰ عنصر برانگیخته می شود. کاربرد اصلی قوس، برای تجزیه کیفی و نیمه کمی است، زیرا دقت اندازه گیری های کمی چندان مطلوب نیست. منبع جرقة‌ ولتاژ بالا، پر انرژی تر از قوس است؛ حتی گازهای نادر و هالوژن ها در تخلیه الکتریکی جرقه می‌توانند برانگیخته شوند. دقت جرقه بیشتر از قوس dc است و برای اندازه گیری های کمی برتری دارد.

منابع برانگیختگی قوس

در این بخش مشخصه ها، مزایا و محدودیت های انواع گوناگونی از تخلیه های قوس نظیر قوس dc ، قوس ac ، قوس با اتمسفر کنترل شده و قوس پایدار شده با گاز مورد توجه قرار می‌گیرند.

قوس که در تجزیه طیف شیمیایی به کار می رود، تخلیه دی الکتریکی بین دو یا چند الکترود هدایت کننده است. یکی از الکترودها ،‌حاوی پودر نمونه، مخلوط جامد یا پس ماندة محلول است. شدت نشر در کل زمان قوس زنی که سوزاندن نامیده می شود، به صورت فوتوگرافیکی یا الکترونیکی انتگرال گیری می شود. قوس می تواند در هوا یا اتمسفری از گاز بی اثر آزادسوز باشد، یا به وسیله گاز پایدار شود. قوس های آزادسوز بیشتر برای تجزیه های طیف شیمیایی به کار گرفته می شوند. سه نوع قوس مورد استفاده قرار می گیرد: قوس dc ، قوس ac و قوس نوبتی یا تک جهتی.

قوس های dc آزاد سوز

معمولی ترین نوع قوس بکار گرفته شده در تجزیه طیف شیمیایی قوس dc است؛ که بطور مرسوم با آشکارپذیری و دقت کم مشخص می شود. گر چه در تخلیة قوس، یونش اساساً وجود دارد اما خطوط نشری اتم های خنثی برتری دارند. در واقع خطوط اتم خنثی، اغلب خطوط قوس نامیده می شوند؛ یا به عنوان خطوط نوع (I) در نامگذاری طیف بینی خوانده می شوند. بنابراین خط آرگون (I) ، خط آرگون خنثی است.

قوس dc از تخلیه پیوسته ۱ تا ۳۰ آمپری بین یک جفت الکترود فلزی یا گرافیتی حاصل میشود. دیاگرام ساده شدة مدار الکتریکی در شکل ۹-۱ نشان داده شده است.

قوس بیشتر مقاومت منفی از خود نشان می دهد، چون افزایش جریان قوس منجر به افت ولتاژ در گاف و کاهش در مقاومت قوس خواهد شد.

با افزایش یافتن رسانایی قوس، جریان باید بدون محدودیت افزایش یابد. کنترل صحیح جریان به سوزاندن یکنواخت کمک می کند و شدت های نشر تکرارپذیری ایجاد می‌شود. برای تنظیم بهتر جریان ولتاژ اعمال شده باید بزرگتر از افت ولتاژی باشد که در دو سر قوس اتفاق می افتد.

معمولی ترین ماده الکترود، گرافیت است. گرچه گاهگاهی خود نمونه های فلزی به شکل مناسب درآورده شده و به عنوان الکترود استفاده می شوند. گرافیت ارزان و باخلوص بالا در دسترس است، همچنین در برابر حملة بیشتر واکنش گرها مقاوم و نیز ماده ای دیرگداز است.

اغلب نمونه هایی که باید تجزیه شوند جامدند، پودرها، تراشه ها و براده های متداول‌اند. به طور کلی نمونه ها با تبخیر از الکترود فنجانی شکل (الکترود پایینی ) که شبیه یکی از الکترودهایی است که در تصویر ۹-۳ نشان داده شده اند وارد قوس می شوند.

برای ایجاد قوس یا الکترودها لحظه ای به هم برخورد می کنند یا مولد جرقه ای با جریان الکتریکی پایین امکان یونش اولیه را مهیا می سازد. با یونش گرمایی مواد موجود در گاف‌ و تأمین الکترونها و یونها از الکترودها ، قوس برقرار می شود.

در آمریکا، معمولا در قوس، الکترود نمونه به عنوان آند و الکترود مخالف به عنوان کاتد عمل می کند. نمونه برداری کاتدی بیشتر در اروپا استفاده می شود. با نمونه برداری آندی، میدان رو به بالا بر مواد یونیده اثر می گذارد. فقط غلظت نسبتاً پایینی از مواد یونیده در ستون قوس وجود دارد و بخار کمی به وسیله نفوذ جانبی خارج می شود. در برانگیختگی کاتدی، بخارات یونیده در معرض نیروهای رو به پایین در ستون قرار می گیرند. نتیجة این امر غلظت پایین در ستون و انباشتگی ذرات فلزی در کاتد است، که به لایة کاتدی معروف است. گاهی برانگیختگی کاتدی برای کاهش حد آشکارسازی مطلق استفاده می شود که به دلیل افزایش نشر در لایة کاتدی است. با این حال، نشر زمینة شدیدی نیز در ناحیه لایه کاتدی یافته می شود و نسبتهای علامت به زمینه ممکن است بهتر از نمونه برداری آندی، نباشد. در قوس های آزادسوز، زمان گذار به اندازه‌ی ‌چند میلی ثانیه است.

مقاله متالورژی فیزیکی

اختصاصی از رزفایل مقاله متالورژی فیزیکی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب ورد و قابل ویرایش در 19 صفحه می باشد.

سختی بسیار بالای فولاد آلیاژی پایین طی فرآیند پیوند و قرارگیری یون نیتروژن

خلاصه مطلب : ترکیب سطح فولاد آلیاژی پایین بعد از قرار گیری یون نیتروژن با روش طیف نمایی فوتوالکترون پرتوایکس (XPS) مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.

تأثیر آن پیوند بر روی سختی مکانیکی از طریق میزان سختی دندانه ای که بیش از مقیاس میکرو بود مورد ارزیابی قرار گرفت. ویژگی شیمیایی سطح نمایانگر شکل گیری لایه نازک غنی از نیتروژن و کربن و سیلیسیم بود. بر طبق مشاهدات ، آهن نقش کمی در ترکیب شیمایی و ساختار سطح اصلاح شده ایفا نمود. در مقایسه با سختی نمونه اولیه که معادل GPa 10 بود.

سختی مکانیکی سطح دارای پیوند یون نیتروژن GPa35 تا GPa50 بود.

تصور می شود که سختی بیش از اندازه بالای مشاهده شده بر روی سطح و در سطح زیرین (لایه فرعی) نتیجه اصلاح و تغییر شیمیایی جهت شکل گیری لایه اصلاح شده از نیترید کربن محتوی عنصر تقویتی سیلیسیم بود. شواهد حاصل از شیوه طیف نمایی فوتوالکترونی پرتوایکس (XPS) و فرورفتگی نانو نشان می دهند که اتصالات و پیوندهای C-N در سطحی نزدیک به احتمال فراوان از انواع SP3 می باشد که در یک ترکیبی مشابه در ساختار متبلور Bc3N4 قابل انتظار می باشد.

1- مقدمه

نیتروژن دهی و کربن دهی به خوبی در فرآیندهای صنعتی به منظور ایجاد سختی برای سطوح فولادی استفاده می شوند. فرآیندهای نیتروژن دهی و کربن دهی، به ویژه ایجاد سختی برای سطوح فولادی استفاده می شوند. فرایندهای نیتروژن دهی و کربن دهی، به ویژه در کاربردهای صنعتی نیازمند مقاومت در برابر فرآیند سایش استفاده می شوند.

درچنین مواردی ، سختی از طریق شکل گیری کربیدها یا نیتریدهای نیمه پایدار و یا ساختار مارتنزیتی بر روی سطح فولاد، به وجود می آید.

حداکثر سختی چنین تغییرات سطحی معمولاً کمتر از GPa15 می باشد.

گسترش زمینه های تحقیقاتی به ویژه از طریق تکنولوژیهای جدیدتر تغییر سطح و رسوب لایه های نازک شامل توسعه سطوح سخت تر می شود. جهت اصلاح ویژگی های مقاومت سایشی موادی که به طور معمول استفاده می شوند سختی و مدول های بالاتری نیاز می باشد.

ایجاد اصلاح و تغییر بیشتر در سطح نیازمند کاربرد دیگر مواد ضروری مانند زنگ زدگی و مقاومت فرسودگی می باشد. فرآیندها ، هم اکنون جهت رسوب لایه های با سختی بسیار بالا بر روی لایه های زیرین نسبتاً گزم موجود می باشند.

این موارد شامل تکنیکهای پوششی لایه الماس و شماری از فرآیندهای جدید می شود.

این فرایندهای جدید به منظور رسوب گذاری گرم یا سرد لایه های شبه الماس توسعه می یابند.

اگرچه رسوب مستقیم لایه بر طبق نتایج مورد نظر می باشد با این حال در شماری از فرآیندها حدود ومرز فیزیکی و طبیعی که همچنان بین لایه پوششی سخت و لایه زیرین وجود دارد.

به عنوان یک چالش تکنیکی باقی می ماند و مانع استفاده از چنین فرآیندهایی و کاربرد آنها در زمینه مقاومت سایش می شود. پیوند و قرار گرفتن یون تواناییهایی در زمینه تولید ترکیبات جدید و ساختارهایی دارد که از طریق وسایل معمولی قابل دسترسی نمی باشند.

از آنجایی که این فرآیند، فرآیندی نامتعادل می باشد ، امکان این که شکل گیری حالتهای نیمه پایدار جدید باقی بماند، وجود دارد. در واقع ، این فرآیند مسیر مورد نظر جهت ترکیب فاز پیش بینی شده ساختار متبلور Bc3N4 را از لحاظ تئوری نشان می دهد.

پیوند و قرارگیری یون گزینه ای جهت رشد لایه ای سخت و لایه اصلاح شده از لحاظ شیمیایی است. این فرآیند (قرارگیری یون)  انتقال تدریجی از لایه ای بسیار سخت را به سمت لایه زیرین بزرگ و نسبتاً نرم فراهم می کند. این عمل از لحاظ شیمیایی به وسیله لایه ای اصلاح شده با سختی متوسط صورت می گیرد.

محققان بسیاری، تغییرات لایه های زیرین آهنی را با قراردادن یونهای دارای انرژی بالا و پایین مورد بررسی قرار داده اند. شواهد فراوانی وجود دارند که نشان می دهند پیوند یون (به خصوص یونهای نیتروژن و بور) سختی سطح را افزایش می دهد که در اصل سختی سطح افزایش یافته و مقاومت در برابر فرآیند سایش نیز بیشتر می شود.

با این وجود، موارد زیادی درباره ترکیبات شیمیایی که از طریق فرایند املاح یونی تشکیل شده اند و نیز تأثیرات ترکیب اساسی و شرایط پیوند بر روی ویژگی های مکانیکی و شیمیایی لایه اصلاح شده یونی وجود دارند که لازم است مورد توجه قرار گیرند. بیشترین درک از این مفاهیم موجود اصلاحات در سختی سطح و ویژگی های سایش شناسی پیوند یون نیتروژن را پیشنهاد می کند.

این خصوصیات سایشی پیوند یون نیتروژن ناشی از اثرات ایجاد محلولی جامد یا شکل گیری نیتریدهای آهن نیمه پایدار به شکل فرمولی FexNy است. در این فرمول، ساختار Fe16N2 به طرز وسیعی به عنوان گونه های عمده و برتر مورد قبول قرار گرفته است. بر طبق شواهد جدید، تغییر و اصلاح از طریق پیوند یون می تواند باعث ایجاد ترکیبی در سطح شود که این ترکیب لایه ای را به وجود می آورد که در ان گونه های آهن دار نقش کمی ایفا می کنند و حضور Si (سیلیسیم) در لایه زیرین فولادی به نظر می رسد که رشد نتیرید کربن را به عنوان تقویت کننده افزایش می دهد.

ما از مشاهداتی ترکیبی ناشی از تجربیات فرورفتگی نانو و شیوه طیف نمایی فوتوالکترونی پرتو ایکس استفاده کرده ایم تا اصلاح سطحی را که ناشی از قرار گرفتن یون دارای انرژی متوسط از فولاد آلیاژی پایین است مورد تغییر قرار دهیم. به طور معمول سختی چنین سطحی با استفاده از فرآیند نیتروژن دهی قابل تشدید است.