Главная | Задачи

Реализованные нами проекты масс-спектрометров ЛЮМАС

Широкие возможности времяпролётных масс-спектрометров делают их незаменимыми  при решении исследовательских и технологических задач.

1. Регистрация газовых компонент при растворении сульфидных навесок в HCl и H₂SO₄

   Решена задача по разработке и поставке масс-спектрометрического комплекса на базе масс-спектрометра ЛЮМАС-50  для определения состава сульфидных навесок Ni Co и Fe балансовым методом в институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН (Москва)

   

2. Исследование химической структуры пламени зондовым масс-спектрометрическим методом

   Выполнен проект по созданию масс-спектрометрического зондового прибора, позволяющего получать информацию о химическом механизме горения газовых и конденсированных систем, отражающих реальные процессы, протекающие при их горении для Института химической кинетики и горения Сибирского отделения РАН (Новосибирск).

   

   На рисунке представлена зависимость интенсивности ионных пиков от координаты зоны горения при сгорании образца твёрдого топлива в диапазоне от 41 до 54 массы.

   

3. Анализ паров и газов при выращивании монокристаллов

   В Институт кристаллографии им. А.В.Шубникова РАН поставлен масс-спектрометр ЛЮМАС-50 для контроля состава паров и газов при выращивании монокристаллов CdTe (CdZnTe) методом Чохральского используемых для изготовления рентгеновских многоэлементных детекторов высоко чёткого цифрового изображения.

4. Анализ паров твёрдых веществ из камеры Кнудсена

   На поставленном в Институт Физики Дагестанского научного центра РАН масс-спектрометре ЛЮМАС-50А проведён цикл работ по изучению кластеров (ZnO)_n, результаты которого использовались для выполнения заказа фирмы Samsung по производству экранов повышенной нанадёжности для жидко-кристаллических и плазменных мониторов.

   

   Проводилось испарение цинка из эффузионной камеры в температурном режиме 250-500С и контроль образования окислов при использовании различных газов - носителей (аргон, гелий), определялись зависимости концентрации полученных окислов цинка от температуры, концентрации кислорода и концентрации газа - носителя.

5. Твёрдофазный послойный анализ

   Поставлен твердофазный масс-спектрометр Люмас-30 в ФГУП ЦНИИ конструкционных материалов «ПРОМЕТЕЙ» для проведения работ по элементному анализу новых сплавов и полимерных материалов, и для послойного анализа конструкционных материалов и покрытий, в частности с целью исследования тонких слоев платины на ниобиевой подложке, используемых для электрохимической защиты судов от коррозии.

6. Исследование динамики процесса образозания сульфита аммония

   Проведены совместные работы с НПК "Электронные и пучковые технологии" по исследованию динамики процесса образования сульфата аммония (NH₄)₂SO₃ на времяпролётном масс-спектрометре ЛЮМАС-50.

   В течение 10 минут в реакционную камеру ёмкостью 400 л производился напуск газовой смеси следующего состава:

   Ar – 1%

   SO₂ – 30%

   CO₂ – 4,5%

   O₂ – 8%

   N₂ – остальное.

   При этом происходило вытеснение воздуха газовой смесью. По истечению 10 минут был произведён напуск аммиака (NH₃) под давлением в присутствии паров воды. После первой стадии реакции, ввиду уменьшения давления смеси из-за образования твёрдой фазы, скорость значительно увеличилась.

   

   Эта работа послужила основой для разработки систем КИП и АСУ установки электронно-лучевой очистки от окислов серы, которая применяется для удаления загрязнения из газовых выбросов ТЭЦ.

   Контроль степени очистки и выбор режима работы установки производится на основе данных непрерывного газового анализа.

7. Настройка режимов работы газогенератора при сжигании различных видов твёрдых бытовых отходов.

   Исследования показали целесообразность использования времяпролётного масс-спектрометра ЛЮМАС-50 для наладки и контроля режима работы газогенераторных установок. Например, был проведён анализ генераторного газа и газообразных продуктов горения, отобранных на газогенераторной установке мощностью 1,5 МВт. В качестве топлива использовались твёрдые бытовые отходы: бумага, фольгированная бумага, резина автомобильных покрышек.
   

8. Анализ высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП).

   Масс-спектрометр ЛЮМАС-30 позволяет осуществлять оперативный контроль стехиометрического соотношения основных компонентов ВТСП, что очень важно при контроле технологических процессов синтеза ВТСП. На рисунке представлен характерный масс-спектр ВТСП типа YBaCuOx на котором хорошо видны основные компоненты: ⁸⁹Y, ⁶³Cu, ⁶⁵Cu и Ва с полным набором его изотопов. Время получения спектра занимает 10-15 минут, включая загрузку образцов в прибор.