УМАПАЛАТА

Завершим тему с Кикучи линиями и их практическим применением. В прошлый раз мы обсудили, что с нужным EBSD детектором в сканирующем электронном микроскопе мы можем узнать кристаллическую структуру всех зерен в шлифе. Сегодня поговорим о том, как это будет выглядеть на практике. Если вдруг кому-то доводилось видеть результаты EBSD анализа, то они обращали внимание на всякие цветные треугольники и круги. Последние называют прямыми полюсными фигурами, а первые – обратными. Зачем они нужны? Обратные полюсные фигуры показывают, зерна с какими кристаллографическими плоскостями доминируют на поверхности шлифа. Если зерен с такими-то плоскостями много, и сигнал от них встречается часто, то на обратной полюсной фигуре в соответствующем этим плоскостям участке появится красноватый участок, если меньше, то желтоватый, совсем мало – зеленый или синий. Прямые полюсные фигуры рассказывают не обо всех направлениях кристаллов вообще, а только о главных. Они показывают, много ли зерен, ориентированных

В прошлый раз мы долго и нудно обсуждали какие-то там дифракционные Кикучи линии и пришли к выводу, что они позволяют судить о кристаллической структуре материала. Сегодня об этой практической стороне вопроса мы поговорим поподробнее. При разработке новых сплавов бывает очень не лишним знать все детали их структуры. В таких случаях просто снять образец сплава на рентгене может оказаться недостаточным. Мы можем быть заинтересованы в том, чтобы «снять рентген», то есть выудить структурную информацию не для всего образца интегрально, а для каждого отдельного зерна на поверхности шлифа. На первый взгляд звучит фантастически. Допустим, у нас образец сплава – шлиф, площадью 1 см². Пусть он даже не нанокристаллический, и площадь каждого зерна ну скажем 100 мкм². Сколько таких зерен в шлифе? Очень много. И для каждого в отдельности (или хотя бы большого количества) мы хотим узнать структуру? Именно такая задача и решается, когда мы проводим дифракционное картирование поверхности в сканирующем

Взаимодействие электронного пучка с кристаллическим материалом порождает целую тучу всякого рода вторичных явлений. Их прям очень много. Хитрые человеки в белых халатах напридумывали себе детекторов и научились каждое из этих явлений ловить за бороду. Сегодня поговорим о весьма специфическом таком явлении – формировании линий Кикучи. Итак, берем пучок ускоренных электронов и направляем его в образец. Образец должен быть сколько-нибудь толстенький, допустим не меньше 70–80 нм. Следим за электронами, которые, попав в образец, задевают электронные оболочки атомов этого образца. В результате такого задевания наши электроны теряют немного энергии, чуть отклоняются в сторону, снова кого-то задевают. В общем, устраивают толкотню и рассеиваются. Эти электроны внутри образца начинают лететь уже по всевозможным направлениям, но их скорость/энергия меньше, чем была. Теперь мы вспоминаем, что наш образец – это кристалл, а значит он состоит из многих-многих рядов атомов, которые в свою очередь обр

Очень часто эффект Вентури описывают в энциклопедических терминах: поток воздуха, большое сечение трубы, малое, зона пониженного давления, повышенного и т.д. Описания эти всегда точные, но не всегда понятные. Чтобы это исправить, объясним здесь эффект Вентури механистически. Итак, представим себе трубу диаметром 10 см. У трубы сужение-перешеек диаметром 5 см. По трубе пускаем фиксированный поток воздуха. Теперь, если мы измерим давление в широкой части трубы и узкой, то обнаружим, что в первой оно выше, а во второй – ниже. Вот и весь эффект Вентури. Что там в трубе происходит и куда девается давление? Что такое поток воздуха? Берем сколько-то молекул газов: азота, кислорода и т.д., и гоним их через заданное сечение (трубу) с заданной скоростью. Молекулы летят по трубе от начала к концу, попутно ударяясь о стенки трубы. Эти удары о стенки и есть давление, о котором идет речь. Теперь представим себе, что труба сужается. Тогда сечение, по которому шел наш поток воздуха, уменьшается. А мы

Взялись мы плавить металлы. Сплав получаем. Смотрим в справочник, проверяем температуры плавления. И попадается нам какой-нибудь тугоплавкий товарищ, который меньше чем за 2600 по Цельсию – ни-ни. А плавилка наша дает только 2200 и то в хорошую погоду. Все остальные компоненты сплава расплавит без проблем, но как быть с тугоплавкой особой? Совет простой: пихай в печку – скорее всего, все получится. Пусть не с первого переплава, так со второго. Ну или пятого-шестого. На помощь придет не плавление, а растворение. Менее тугоплавкие компоненты создают ванну расплава. Их атомы, наделенные большой кинетической энергией (потому что жарко), врезаются в атомы тугоплавкого коллеги, которые все еще пребывают в кристаллической решетке. Атомы на поверхности тугоплавкого металла держатся в решетке не так крепко, как атомы в теле кристалла. Это и понятно, т.к. меньшее количество соседей держит их за руки. В такой ситуации им не мудрено поддаться пагубному влиянию кружащих в расплавном вальсе легкомы

Сегодня нам снова понадобится стакан воды со льдом. Но с другой целью – про уровень моря говорить не будем. Итак, плавает пара льдинок в воде. Плавает-плавает, бочком-бочком друг к другу подвигается, а потом раз – и этими бочками слипаются. Почему так? Они же вроде только таять должны, уменьшаться, а тут почему-то соединились. Проведем эксперимент на воздухе. Берем две льдинки, друг к дружке ставим. Now kiss – и вот это вот все. Почему-то не работает. Слипания нет. Значит, дело в воде. Лед в воде при плюсовой температуре, конечно, тает, но делает это специфически. Потеря им массы – процесс динамический: условно, пять молекул с поверхности льда улетело в воду, а одна присоединилась обратно. Два шага вперед, один – назад. В этой конкуренции беспрестанного плавления/таяния и намерзания побеждает в итоге первое, но и второе может сказать свое слово. В нашем эксперименте между двумя льдинками есть тонкая прослойка воды. Можно сказать, пленка. В узком зазоре молекулам труднее покинуть лед (м

Алюминий – очень реакционноспособный металл. Недаром порошковая металлургия алюминия – штука весьма опасная. Взрывоопасная. Порошинки алюминия спешат в объятия кислорода, чтобы слиться с ним в оксидных объятиях, а на радостях выделяют много-много тепла. Но сегодня мы не об этих страхах. В классической металлургии алюминий тоже быстро окисляется и образует оксид. А получать его в металлической форме все же нужно. На самом деле во многом благодаря высокой реакционной способности и удается получать алюминий в металлическом состоянии. Хорошо помню лабораторную работу по выплавке алюминия. Когда ванну расплава переливали из тигля в изложницу, поток расплавленного алюминия шел будто бы в рукаве. Этим рукавом была тонкая динамически формирующаяся и разрушающаяся оксидная пленка на поверхности текущего расплава. Благодаря ее защитным свойствам кислород не так сильно проникает дальше в расплав. Порой эта особенность может мешать. Например, алюминий сложно сплавить с другим металлом в вакуумно-д

Природа знает толк в материаловедении. Она даже научила некоторых детей своих – пусть медленно, пусть неспеша – создавать прекрасные, редкие материалы. Нет, речь не о сотрудниках лабораторий и R&D отделов. Сегодня говорим о моллюсках и жемчуге. Сидит себе слизнячок в раковине, подсматривает через щелочку за морской жизнью. Через нее же морские потоки заносят к слизнячку всякие песчинки-пылинки. У поверхности моллюска есть особенность. Состоит она в ее способности вырабатывать перламутр. То самое покрытие, которое придает обратной стороне раковины ее привлекательную переливчатость. Перламутр представляет собой орторомбические кристаллы карбоната кальция CaCO₃ (арагонита) с добавками «слюны» моллюска – белка и конхиолина. Карбонат моллюск получает из морской воды. И, вообще говоря, моллюск понятия не имеет, на что именно тратится выделяемый им перламутр: на облицовку раковины, «чтоб как у людей», или на что-то еще. Чем-то еще и являются попадающие к моллюску песчинки. Попала одна песчинк

17-й век был интересным временем окончательного перехода от алхимии к науке. В ту пору еще не было такой узкой специализации, и за свою жизнь ученый мог попробовать себя в самых разных областях науки. А хороший ученый мог даже оставить след в каждой из этих областей. Сегодня мы поговорим о Вильгельме Хомберге, жившем и работавшем во второй половине 17-го века и самом начале 18-го. Начал Хомберг с благородной и безнадежной идеи поиска философского камня. Быстро осознав бесперспективность этой затеи, он перешел к более практичным исследованиям. Так он занялся разработкой собственного насоса. Гонял воздух туда-сюда, разрежал атмосферу, выясняя, как ведут себя вещества в безвоздушном пространстве. Выяснил, например, как вода испаряется в вакууме и замерзает. В те времена это был настоящий диптех. После переключился на химию, принялся открывать новые вещества. Первое – «успокоительная соль Хомберга». Звучит как название соли для ванн, но на самом деле это борная кислота, открытая им в 1702

Возьмем стакан воды. Бухнем в него пару кубиков льда. Отметим маркером уровень воды. Теперь сидим ждем. Заряжаем воду своим взглядом. Когда лед вконец засмущался от нашего пристального взгляда и полностью растаял, мы внезапно обнаруживаем, что уровень воды остался на прежнем месте. Погодите-погодите, нам все уши прожужжали, что вот, мол, ледники тают, уровень мирового океана поднимается и скоро у каждого будет дача на берегу моря. Ну или на дне. А простой домашний эксперимент это опровергает. Опять ученые брешут? Самые крупные ледяные щиты базируются в Антарктиде и Гренландии. Тыщи-миллионы гигатонн льда. Вот только почти весь этот лед не плавучий. Это не айсберг в океане, а лед, лежащий на массивных каменных плитах материков. Наш эксперимент со стаканом воды нужно дополнить. В стакане нужно разместить подпорку, на которую мы положим кубик льда. Теперь, когда он растает, уровень воды закономерно повысится. Однако без странностей не обходится. Возможно, кто-то слышал о гренландском