Главная -> Словарь

Электронно микроскопических

Электронно-микроскопические исследования сажи, полученной при паро-кислородной газификации мазута, показали , что первичные частицы имеют шарообразную форму, диаметр их 20 — 50 нм. Имеются и более крупные частицы, которые, как полагают авторы, являются вторичными частицами, образовавшимися в результате механического соединения первичных. Из этого исследования делается вывод, что сажа в процессе газификации жидкого топлива

Электронно-микроскопические исследования показали также, что первичные частицы сажи газификации снаружи выгорают и с повышением температуры процесса становятся сильно пористыми. Некоторые частицы окисляются до тонкостенных скорлупок, причем окисление происходит в первую очередь внутри частиц.

расстояниям от 3,45 до 4 А . Для расшифровки типа выявленной структуры асфальтенов в качестве моделей снимали спектры углеродного остатка карбонизированных фенол-формальдегидных смол и спектрального графита. Примитивный тип кристаллического проявления асфальтенов авторы назвали протурбостратным, так как в спектре ас-фальтена отсутствуют признаки турбостратной структуры, проявляющиеся в виде широкого сдвоенного пика — при 6 = 21-^22°, например в углеродистом остатке фенол-формальдегидной смолы. Проведенные электронно-микроскопические исследования на микроскопе УЭМВ-100А в режиме мжкро-дифракции показали, что микродифракционные электронограм-мы схожи с таковыми для «несовершенных» структур.

Электронно-микроскопические исследования дали возможность получить наглядную картину рельефа асфальтеновой молекулы подтвердить пластинчатую структуру, сравнить с эталоном , определить размеры слоев.

Электронно-микроскопические исследования' показали наличие пластинчатой структуры в форме резко выраженных анизо-диаметрических частиц с шероховатостью рельефа. Для обнару-

При превышении температурой порогового значения ТГО1 металл переходит в вязкое состояние. Долгое время считалось, что микромеханизм вязкого разрушения представляет собой процесс слияния пор, возникающих около частиц второй фазы . Однако электронно-микроскопические и рентгеновские исследования микроразрушения кристаллических материалов выявили более сложный механизм развития трещины, включающий две стадии повреждаемости На первой стадии при незначительной степени деформации образуются субмикроскопические кристаллографические трещины, обусловленные эволюцией дислокационной структуры. Затем эти зародышевые трещины сливаются в макротрещину, что означает переход от дислокационного механизма повреждаемости к вакансионному, т. е. образованию пор около групп вакансий, а при высоком уровне напряжений- около частиц второй фазы .

Электронно-микроскопические исследования показы-

фические, электронно-микроскопические и адсорбционные дан-

Электронно-микроскопические исследования дали возможность получить наглядную картину рельефа асфальтеновой молекулы.

Электронно-микроскопические исследования показали наличие пластинчатой структуры в форме резко выраженных ани-зодиаметрических частиц с шероховатостью рельефа. Для обнаруженной пластинчатой структуры характерны хорошо сформированные слои, имеющие толщину, соизмеримую с толщиной графитовых слоев . Отдельные монослои пластинчатой структуры, обладающие постоянной толщиной, имеют средний поперечный размер до 1-3 мкм. У хорошо сформированных пластинчатых слоев наблюдаются ярко выраженные винтовые деформации, характерные для слоистых структур с большими размерами формирующихся пластин. Наличие деформации указывает на значительную величину модуля упругости формирующих пластин. На периферийных участках некоторых частиц обнаружены области, в которых отдельные тонкие слои сильно дезориентированы. Сформированные под действием внутренних напряжений эти слои не смогли впоследствии организовать пластинчатую микрочастицу.

На поверхности катализаторов типа КВУ кристаллиты активной массы, как показали электронно-микроскопические исследования, имеют длину ребра 10 мкм, наслаиваются друг на друга и образуют островковые скопления, при этом часть активной массы, по-видимому, работает неэффективно. На катализаторах типа КВП дисперсность кристаллитов активной массы больше, размеры их 0,1 —1,0 мкм . Таким образом, в зависимости от метода синтеза катализатора и его характеристик можно в 4—5 раз снизить содержание активной массы без изменения активности катализаторов типа КВП .

S качестве исследуемых материалов были выбраны плоские тонколистовые образцы аустенитной коррозионно-стойкой стали 12Х18Н10Т как основного материала ГМР и компенсаторов, а также титанового сплава ВТ 1-0 в связи с его высокой удельной прочностью и повышенной коррозионной стойкостью . Усталостные испытания проводили путем симметричного перегиба образцов вокруг шаблонов, обеспечивающих заданную амплитуду деформации , при частоте нагружения 50 циклов в минуту. В качестве модельной коррозионно-активной среды используется 3 %-ный раствор хлорида натрия, вызывающий локальную депассивацию указанных сплавов. Испытания проводились по специальной программе, предусматривающей после наработки заданного числа циклов нагружения проведение рентгенографических, электрохимических и электронно-микроскопических исследований, а также определение микротвердости с целью установления взаимосвязи между получаемыми с помощью этих методов исследования параметрами. В частности, для оценки уровня накопленных микродеформаций кристаллической решетки сплавов проводился рентге-ноструктурный анализ поверхностных слоев металлов на рентгеновском дифрактометре ДРОН-2,0 в отфильтрованном излучении

Вследствие межмолекулярной ассоциации асфальтены обычно содержатся в нефти в форме коллоидных частиц, а смолы — в виде соединений, молекулярно растворенных в углеводородной среде или сорбированных на поверхности асфальте-новых мицелл . В поле зрения электронного микроскопа макромолекулы асфальтенов из различных неф-тей и нефтяных остатков в сильно разбавленных растворах выглядят как округлые частицы вытянутой формы. По результатам электронно-микроскопических измерений средние максимальные размеры частиц асфальтенов из различных нефтей могут меняться от 20—30 до 150—

матических кластеров не превышают 14—18 А, тогда как максимальные размеры слоев по результатам электронно-микроскопических и рентгеноспектральных измерений значительно больше . Отсюда следует, что оценки ароматичности молекул нефтяных смол и асфальтенов, приведенные выше, вероятно, сильно завышены.

Такие представления первоначально были развиты на основании данных по адсорбции и десорбции газов ; эти процессы были проведены на спрессованных и неспрессованных порошках из непористых шаровидных частиц, на непористых образцах кремнезема и на силикагелях . В дальнейшем предложенная структура ксерогелей была многократно подтверждена с помощью электронно-микроскопических исследований . С точки зрения корпускулярной теории строения скелета ксерогелей спекание катализатора при термопаровой обработке можно представить как результат изменения размеров, формы, взаимного расположения и связи первичных частиц, происходящего вследствие переноса вещества этих частиц . Перенос происходит в направлении уменьшения свободной энергии дисперсной системы и приводит к сокращению поверхности, а, следовательно, к увеличению стабильности системы.

пор, пока не будут получены достоверные сведения о строении асфальтенов, а значения молекулярных весов, определенные ви-скозиметрическим методом, не получат подтверждения другими методами. Использование же формулы Штаудингера, предложенной для вычисления молекулярных весов в случае полимергомоло-гических рядов линейных полимеров типа целлюлозы и каучуков на основе определения их вязкостей, неоправданно и поэтому были получены заниженные результаты. Тем более, что при определении молекулярных весов асфальтенов были использованы коэффициенты, найденные для углеводородов и смол тех нефтепродуктов, из которых выделялись асфалътены. Высокие значения молекулярных весов асфальтенов , встречающиеся в литературе, относятся к коллоидным частицам асфальтенов различной величины и не имеют ничего общего с истинным весом молекулы. Это положение достаточно убедительно доказано многими исследованиями на основе прямых экспериментальных данных. Так, при электронно-микроскопических исследованиях сырой калифорнийской нефти не удалось обнаружить частиц диаметром более 65 А, что соответствует молекулярному весу ниже 100 000. После обработки нефти бензолом или после пропускания через нее электрического тока в нефти появились частицы, обнаруживаемые с помощью электронного микроскопа. Это прямое доказательство вторичного происхождения этих крупных коллоидных частиц нефти, образовавшихся в результате ассоциации молекул асфальтенов.

В работе дан анализ электронно-микроскопических исследований асфальтенов из процесса Добен. Показано, что на уровне тонкой структуры различий между исследованными асфальтенами нет. Для них характерна пластинчатая структура в форме резко выраженных анизодиаме-трических частиц с некоторой шероховатостью рельефа поверхности, что отличает их от структуры графитовых слоев .

Приведенное выше описание структуры битумов частично основано на электронно-микроскопических исследованиях. Имеются и другие исследования, которые прямо и косвенно подтверждают наличие структуры в битумах.

Форма структурных пор надмолекулярных образований , определяя характер НМО углеродных материалов, является важным структурным критерием. Вместе с тем, имеющиеся в литературе сведения об изучении данного параметра не согласуются между собой. Это, по-видимому, можно объяснить тем, что примененные методы исследования либо базируются на избирательных наблюдениях, содержащих значительный элемент субъективности, либо, как это обычно делают по отношению к текстурирован-ным материалам, учитывается их анизотропия по отдельному свойству. Во втором случае эти методы позволяют выявить изме-

. При наличии границ раздела фаз полимер — форма или полимерный рой — среда может развиваться процесс укладки макромолекул по поверхностным границам раздела в достаточно протяженные ориентированные участки со слоистой структурой. Неплавкие термореактивные полимеры в процессе термолиза сохраняют свое надмолекулярное строение, копирующее исходное образование. Таким образом, стеклоуглерод, как отмечается в работе представляет собой достаточно плотный конгломерат полиэдрических глобул 20-40 нм в поперечнике со сферической внутренней полостью. При этом поверхностный слой образцов представляет собой высокоориентированную слоистую пленку толщиной 15—25 нм. Эта пленка, являясь подобием реплики, изучаемой при электронно-микроскопических исследованиях, определила, очевидно, модель Дженкинса , который представляет структуру стеклоуглерода в виде беспорядочно переплетенных углеродных лент, состоящих из мйкрокристаллитов, между которыми расположены игольчатой формы поры . Подобная форма пор обусловлена лентообразностью сильно искаженных слоев, образующих ленточно-сетчатую структуру фрагментов стеклоуглерода. Такая структура стеклоуглерода, термооб-работанного при 500 °С, сохраняется и после его обработки при 2700 °С, когда уже можно наблюдать участки с идеальной упорядоченностью графитовых сеток J

Аналогично изменяются другие электрофизические свойства пленок: оптическая плотность, ширина запрещенной зоны . Совокупностью электронно-микроскопических и спектроскопических исследований было установлено, что в аморфных углеродных пленках, полученных при Е=50 эВ и 125 эВ,

Шапиро и Альтерман на основе данных электронно-микроскопических исследований впервые высказали предположение о важной роли ММВ в структуре углей и их влиянии на переход углей в пластическое состояние. Они полагают, что уголь представляет собой смесь высокомолекулярных веществ нерегулярной структуры и различного строения , отличающихся по величине молекулярной массы и связанных между собой ММВ. Образование пластической массы обусловлено ослаблением и разрушением ММВ, а возникающие в результате этого жидкие продукты проникают в межмолекулярное пространство и, ослабляя ММВ, пластифицируют менее нагретые слоя угля. Пластификация приводит к тому, что интервал пластичности при нагревании в тонком слое меньше, чем в большой загрузке при одностороннем нагреве, как это имеет место в пластометрическом аппарате и слоевом коксовании. Так, для жирного угля интервал пластичности составляет 115-120°С, а в большей загрузке - 170-200°С. По данным этих исследований, продуктами разложения легко пластифицируются жирные угля, хуже -коксовые и отощенноспекающиеся, в малой степени - газовые. Не пластифицируются бурые, длинноплеменные и тощие угли. Начальная стадия пиролиза, как результат разрушения сил ММВ, без деструкции валентных связей подтверждается практическим отсутствием выделения газообразных и парообразных продуктов, в том числе пирогенети-ческой воды на начальном этапе формирования пластической массы. Введение в уголь веществ, различающихся по структуре, показало, что разрушение надмолекулярной структуры происходит в результате пластификации углей введенными веществами, и это сказывается на снижении температуры текучести. Температура текучести газового угля снизилась с 420 до 315°С при пластификации фенолом, а жирного