1. Anyagvizsgálat Feladat Tervezés számára információt nyújtani. Konkrét tulajdonságokat, hibákat, összetételt meghatározni. A fizikai tulajdonságok és a szerkezet kapcsolata. Az anyagvizsgálat célja lehet: kémiai összetétel korróziós vizsgálat szerkezet meghatározás – különböző szinten hibaszerkezet feltérképezés

Anyagvizsgálat A mintavételezés szempontjából: roncsolásos roncsolásmentes A szerkezet-meghatározás: mikroszkópos (metallográfiai vizsgálat) atomi szintű (röntgen, elektron-mikroszkópia)

a: a numerikus apertúra A szerkezetvizsgálattal kapcsolatos néhány alapfogalom Feloldóképesség: amit meg tudunk különböztetni fénymikroszkóp: λ: a sugár hossza a: a numerikus apertúra Minden vizsgálatban szerepel a feloldóképesség, mint korlát. Kérdés: Mit akarok vizsgálni? Ehhez kell megválasztani a sugárzás hullámhosszát (frekvenciáját).

Frekvencia-tartomány Elektromágneses hullámok Név Frekvencia-tartomány Eredetük forrása — 50 Hz váltóáramú áramkörök gyenge sugárzása rádió, radar, TV 104-1010 Hz elektromos rezgőkörök mikrohullámok 109-1012 Hz speciális elektroncsövek rezgései infravörös sugarak (hő) 1011-4·1014 Hz atomok és molekulák külső elektronjai látható fény 4·1014-8·1014 Hz atomok külső elektronjai ultraibolya sugarak 8·1014-1017 Hz röntgensugarak 108-1020 Hz atomok belső elektronjai, nagyenergiájú szabad elektronok hirtelen lefékezése gamma-sugarak 1019-1024 Hz atommagok, gyorsítók nagyenergiájú részecskéinek hirtelen lefékezése

Diffrakciós módszerek Röntgen Elektron 50-60 Å Elemanalízis Mikroszkópok adatai Eszköz Nagyítás Felbontás Fénymikroszkóp 10-1.000 1-2 μ Scanning 100-100.000 0,1 μ Transzmissziós 100-1.000.000 1 Å Diffrakciós módszerek Röntgen Elektron 50-60 Å Elemanalízis Transzmissziós scanning feltéttel 0,01 μ

Színi eltéréseket mutató lencsefajták

Gömbi eltéréseket mutató lencsefajták

2. Az atomi szintű szerkezet vizsgálata Vizsgálati módszerek, eszközök Röntgen vizsgálatok Elektron mikroszkópia Neutron spektroszkópia A röntgensugárzás eredete és felhasználása szerkezetvizsgálatra Elégséges elméleti háttér: Planck-féle kvantumhipotézis Bohr-féle atommodell A jelenség: nagy sebességgel beütköző elektronok az anyagot sugárzás kibocsátására késztetik. E sugárzás hullámhossza egyértelmű kapcsolatban áll a becsapódó elektronok sebességével (mozgási energiájával).

Az atomi szintű szerkezet vizsgálata A mechanizmus hő + folytonos spektrum + karakterisztikus sugárzás elektron mozgási energia

Elhajlás (diffrakció) kristályrácson és a Bragg-egyenlet A Bragg reflexió feltétele:

Bragg-egyenlet