Метод малоуглового рассеяния (МУР) рентгеновских лучей и их применение для изучения микротвердости материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Метод малоуглового рассеяния (мур) рентгеновских лучей и их применение для изучения микротвердости материалов

Айниязова Н.З., Амангелди А.С.

Таразский инновационно-гуманитарный университет

г.Тараз, Казахстан.

Научный руководитель:

Тогжигитов К.Т. - д.ф-м.н., профессор,

Омарова А.Ж. - магистр физики.

кристалл атом малоугловой рассеяние

Задачей структурного анализа является определение структуры кристаллов и кристаллических агрегатов на оснований экспериментальных данных о рассеяний. Этими объектами рентгеновских лучей, быстрых электронов а иногда и нейтронов. Структурные характеристики устанавливаемые для кристаллических тел, разнообразны и с развитием структурного анализа становится все более детальными. У монокристаллов определяют атомную структуру, что сводится к нахождению элементарной ячейки и координат атомов: так называемыми методами гармонического анализа теперь устанавливают и картину распределение электронной плотности, фиксируя иногда и локальные изменения электронного распределения обусловленные взаимодействием частиц.

Поликристаллические объекты лишь в самых простейших случаях могут быть использованы для установления атомной структуры. У таких объектов определяют главным образом дополнительные структурные характеристики так называемые текстуру, дающую описание имеющиеся закономерностей в ориентаций зерен, размер кристалликов и мозаичных блоков, величину напряжений если они имеются концентрацию твердых растворов. По интенсивности диффузного рассеяния в разных направлениях у монокристаллов находят величины скоростей распространения других волн при высоких частотах а по скоростям и соответствующие упругие константы.

Данные диффузного рассеяния позволяют кроме того определить спектр упругих колебаний кристаллической решетки. По величине температурной зависимости интенсивности рассеяния находят так называемую характеристическую температур кристалл.

Основная задача структурного анализа - определение атомной структуры пользуется результатами теорий рассеяния рентгеновских лучей и электронов кристаллами.

С помощью МУР к настоящему времени выполнено много экспериментальных работ, результаты которых позволяют сделать определенные выводы о физических процессах, происходящих в материалах.

Методом МУР работу проводили также ученые, как С.М.Астраханцев, Я.С.Усманский, Л.В.Тузов. С помощью метода МУР устанавливается закономерность развития диффузионной пористости в ряде металлов, механизм кристаллизаций различных стекол. При прохождений узкого пучка рентгеновских лучей через вещество на рентгенограммах появляются размытые пятна, вызванное диффузионным рассеянием под очень малыми углами. Из величины узлов, под которыми наблюдается рассеяние рентгеновских лучей, можно сказать, что его вызывают пространственную флуктуацию электронной плотности на расстояниях от 20 до 1000 ангстрем. По интенсивности и по форме кривой МУР можно определить структурные параметры исследуемых материалов: вид структура материалов, размеры и форму их частиц. При прохождений рентгеновского луча через мутную среду вокруг луча наблюдается дифракционный эффект-«ГАЛО» .Интенсивность этих дифракционных лучей максимально вблизи центра и постепенно уменьшается до нуля при угле е.:

е=л/d

где е-угол рассеяния, л- длина волны излучения, d-средний диаметр частицы в рассеивающей среде.

Такое явление наблюдается при рассеяний рентгеновских лучей в аморфных, поликристаллических и монокристаллических материалах, причем для поли и монокристаллических материалов большое искажение дает явлений двойного брэгговского отражения. При исследований поликристаллов избавиться от ДБО практически нельзя, так как всегда найдутся кристаллики отражающие первичный пучок. Пятно рассеяния под малыми углами зависит от размеров зерен, но естественно было попытаться это явление для определения размеров субмикроскопических зерен. Изучение распределения интенсивности в зависимости от угла е позволит определить R_:

R_= 0,77 R

где R_-радиус инерций, R-радиус частицы.

В настоящее время метод МУР широко применяется для определения многих структурных характеристик сплавов, компоненты которых существенно отличаются по своей рассеивающей способности. Это метод не имеет себе равных при изучений объектов, размеры которых слишком велики для исследования обычными методами рентгеновского анализа и слишком малы для микроскопического изучения.

1-20єС; 2-100єС; 3-200єС; 4-300єС; 5-400єС; 6-600єС

Кривые интенсивности МУР исходного диоксида кремния в координатах

lgI , еІ при разных флюенсах реакторного облучения

1-20єС; 2-100єС; 3-200єС; 4-300єС; 5-400єС; 6-600єС.

Кривые интенсивности МУР исходного диоксида кремния в координатах

I, е при разных температурах отжига

СПИСОК ИЗПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУР

1. Аброян И.А. «Влияние ионной бомбардировки на физические свойства полупроводников», У ФН ч. І, 104, 1971.-С. 15.

2. Revesz A.G. A thorogh treatment of irradiation effects is included in a recent review of vitreous silica. //J.E.EETrans, Nucl. Sei NS. 18, 113, 1971.

3. Термо и радиационно - ститулированные процессы в двуоксидах кремния. //Автореферат докторской диссертации, Алматы 2001//

Размещено на Allbest.ru