Приложение А (справочное). Физические основы методов исследования материалов поверхностей трения

Приложение А

(справочное)

Таблица А.1 - Физические основы методов исследования материалов поверхностей трения

Метод исследования	Физический принцип, используемый в приборе	Разрешающая способность	Область применения	Физические основы метода исследования
Растровая электронная микроскопия	Взаимодействие с поверхностью падающего пучка электронов. Исследование рентгеновских лучей можно проводить методом дисперсионного анализа по дисперсии энергии или длин волн излучения. Анализ дисперсии энергии быстрее, но дает меньшее разрешение	5-20 нм	1 Сканирование поверхности электронным пучком с целью получения ее изображения. 2 Микроанализ поверхностного слоя, особенно при исследовании элементов с атомным номером более 35	Исследуемое рентгеновское излучение обладает энергией, характерной для того или иного элемента, и может быть использовано при идентификации элементов, присутствующих в объеме образца вблизи поверхности трения
Просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ)	Метод микродифракции со стационарным пучком, возможен сканирующий пучок	нм	Микроанализ частиц износа и маленьких участков поверхности, особенно при объяснении химических реакций на поверхности образца	Электронная дифракция с использованием падающего пучка
Рентгеновская флюорисценция	Испускание рентгеновских лучей атомов, возбужденных падающим рентгеновским излучением	Вторичные рентгеновские лучи могут возникать на глубине мкм. Чувствительность до 0,0001% для тяжелых элементов	Неразрушающий характер исследования с целью количественного анализа элементов, тяжелее кислорода	Сигнал отдельного элемента пропорционален концентрации этого элемента. Количественный анализ
Акустическая микроскопия	Различные материалы в разной мере способствуют прохождению звука	мкм	Исследование тонких пленок	Ультразвуковые волны в мета- или гигагерцевом диапазоне фокусируются линзой на образец. Поверхность сканируется падающим пучком волн
Оптическая микроскопия	Исследование микроструктуры с целью качественного определения фазового состава и количественного содержания фаз, размера и распределения структурных составляющих	Увеличение	Наличие повреждений, очагов коррозии и разрушения	Метод наблюдения не различимых человеческим глазом объектов через оптический прибор, сильно увеличивающий изображение
Рентгеновский структурный анализ	Взаимодействие рентгеновского излучения с электронами вещества, в результате которого возникает дифракция рентгеновских лучей	Для исследования структуры применяют излучение с длиной волны = 1 A (0,1 нм)	Исследование тонкой структуры металла, структурных изменений	Метод исследования структуры вещества по распределению в пространстве и интенсивностям рассеянного на анализируемом объекте рентгеновского излучения
Рентгенография	Получение в рентгеновских камерах с использованием дифракции рентгеновских лучей рентгенограмм или получение в рентгеновских дифрактометрах рассеянного рентгеновского излучения	-	Определение числа, размеров или разориентировки кристаллитов; определение остаточных напряжений, фазовый анализ радиационных повреждений	Определение углов разориентировки и размеров блоков мозаичной структуры, которые определяют прочность материала и связаны с плотностью дислокаций; микронапряжения приводят к уширению дебаевских линий
Измерение микротвердости	Взаимодействие индентора (алмазной пирамиды) с материалом образца под воздействием небольших нагрузок (порядка десятков граммов)	Минимальные нагрузки н	Исследование отдельных структурных составляющих и тонких поверхностных слоев	Метод определения сопротивления внедрению индентора в материал
Эллипсометрия	Оптический метод, с помощью которого измеряют толщину и коэффициент преломления тонких пленок (жидких, твердых)	-	Исследование процессов адсорбции, коррозии, микронеоднородностей на поверхности (с помощью луча лазера), состава анизотропных поверхностей и пленок	Состояние поляризации светового пучка, отраженного излучаемой поверхностью и на ней преломленного
Метод контактной разности потенциалов	Электрофизический метод исследования энергетических характеристик (работы выхода электронов) поверхности твердого тела	-	Оценка поверхностной энергии твердого тела, на основе которой проводятся исследования адсорбционных явлений, формирования граничных слоев смазки и пластификации поверхностных слоев материала	Для освобождения электрона из металла затрачивается работа по преодолению потенциального барьера, обусловленного электростатическим взаимодействием ионной решетки металла и электрона. На работу выхода электрона влияют искажения ионной решетки металла атомами примесей, температура металла, внешнее электрическое поле, адсорбированные слои ионов или примесей на поверхности