Файл: Ямалеев К.М. Диффузное рассеяние рентгеновских лучей стареющими сплавами.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 86

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

V 1 для

іМо К —излучения ( Л =0,71 А) точность

3

^

измерения около 0,05 а .

С помощью этого метода легко может быть сделан н обрат­ ный переход, т.е. расчет рентгенограммы по заданному располо­ жению эффектов диффузного рассеяния в обратном пространстве. Описанные сетки можно также построить для графического расче­ та рентгенограмм, полученных в цилиндрической кассете.

Изложенный метод особенно удобно применять в тех случаях, когда о.д.р. в обратном пространстве имеют достаточно большую протяженность.

2 . Графический метод построения областей диффузного рассеяния[Щ

Известно, что одним из эффективных для изучения о.д.р. явля­ ется метод поворотов на малые углы при съемке кристалла на монохроматическом излучении. Метод графического построения о.д.р. для этого случая ограничивается следующими предположе­ ниями: 1 ) используется монохроматическое излучение; 2 ) о.д.р,

локализованы у узлов обратной решетки матрицы; 3) исследуется о.д.р. в окрестности узлов, дающих рефлексы на нулевой слоевой

линии. Точку М

на рентгенограмме будем характеризовать дву­

мя

координатами

(х,у).

Ось Y

направим вдоль слоевой линии,

ось

X -

перпендикулярно к ней.

Выберем на плоскости обратной

решетки

оси координат

х*, у*,

проходящие через нулевой узел,

Масштабы на осях должны быть одинаковыми и пропорциональны­

ми

периоду обратной решетки а* (рис. 38).

В обратном пространстве положение проекции на плоскость

X*0

Y* точки М* соответствующей точке М пленки, опре­

деляется пересечением двух окружностей: экватора сферы Эвалы

и окружности

LM*K с центром в нулевом

узле и радиусом R ,

определяемым

известным соотношением

 

IR* I = 2 — sin© .

(3.1)

Л

 

 

Положение точки пересечения окружностей можно задать пере сечением касательных к ним, проведенных в точках прохождения через обе окружности радиуса-вектора исследуемого узла. При описании построения касательных предполагается, что точка каса ния определяется пересечением радиуса-вектора узла, в окрестне сти которого изучается о.д.р., и соответствующей окружности. Но это верно только в том случае, если точка М о.д.р. нахо­ дится на том же радиусе-векторе. В общем случае радиус-векто точки М* повернут на некоторый угол относительно радиуса-век тора узла. Однако вносимая этим ошибка меньше той, которая


допускается при предположении, что все касательные к экватору сферы ЭЬальда для данного узла параллельны.

Для построения касательных к каждой окружности достаточно располагать двумя параметрами: расстоянием от исследуемого узла до точки пересечения каждой касательной-с радиусом-векто­ ром и величиной угла, составляемого касательной и радиусом-век­ тором. Найдем параметры касательной AB (см. рис. '38) к окруж­ ности LM* К. I Расстояние, отсекаемое касательной на радиусе-

векторе,

из (3.1) равно 2 -^-зіпѲ. ’ Поскольку радиуо-вектор яв-

 

 

Л •

ляется

диаметром окружности, то угол, составленный им к каса­

тельной,

равен 90°.

Для

максимального уменьшения расчетов желательно получить

прямую зависимость между положением точки на радиусевекторе,

через которую проходит касательная к окружности

'LM*К, '■ и

положением точки диффузного рефлекса на пленке.

 

Из

(3.1)

разложением в ряд по Ѳ получим, ограничиваясь

третьим членом,

 

о*

=-2—(зтѲ 0 —ДѲ.со&Ѳ0 + —(Д 0)2 sift Ѳ0+ . . . ) , '

 

ПѲ.

X

2

 

откуда

 

 

 

AR* =-R0

.- R o = - 2 |cosB o( l -^-ДѲ t;g0 o)AQ. '

(3.2)

где Ѳ - брэгговский угол для узла обратной решетки, в окрести ности которого исследуется о.д.р., а ДИд - расстояние вдоль радиуса-вектора от узла до точки прохождения касательной Через радиус-вектор. Вторым членом, стоящим в скобках, можно прене­ бречь при Ѳ0 < 60°, так как ошибка не превышает 5%. При боль­

ших значениях Ѳ его влияние необходимо учесть. Если обозна­ чить расстояние на пленке между точкой М и точкой, соотвѳт-


ствующей положению .брэгговского рефлекса, через Ду, > то для

цилиндрической пленки

Ду ДѲ =-— ,

2

г

где г -

радиус кассеты.

Подставив полученные выражения для ДѲ в (3.2) и объеди­

нив все

коэффициенты, получим

* ■

=-k Ay;

ДИ g

тогда можно записать:

*

а

co s0 A 0

=kAy,

 

 

ARQ =-2

 

(3.3)

 

А

-----------

— >•

 

где k

- постоянный для данного узла

коэффициент.

 

Определим

параметры касательной

PN (см. рис.

38) к эквато­

ру сферы Эвальда. Будем характеризовать положение сферы углом

а

между выбранной осью ОХ*

и направлением рентгеновского

пучка

S. ' Из рис. 38 следует,

что

 

 

 

 

Ra = -2— cos (а + у) =-2 Y casS >1

 

(3-4)

где

у

- угол,

образованный радиусом-вектором и осью ОХ.

 

 

Очевидно, tgy =—

,

здесь

х* 0

и

У* - координаты

изу­

чаемого узла обратной решетки матрицы.

 

 

 

Пусть aQ

определяет одно из

положений сферы Эвальда. Тог­

да ее повороты можно задать как

небольшие изменения До

отно­

сительно этого

положения.

 

 

 

 

 

 

 

Приведем расчету для касательной к сфере Эвальда. Разлагая

R

из уравнения. (3.4)

в ряд

по

SQ, '

получим

 

 

AR* =-R

-R * =•- 2-^ smS0( 1 -

ic t g 5 0

)Aa.

 

 

Величина AR

задает

точку радиуса-вектора относительно

некоторого

выбранного за

опорное положения сферы Эвальда,

определяемого

значением

Rоа

по уравнению (3.4). Влиянием

второго члена в скобках можно пренебречь

при SQ > 30 . Таким

образом, и в

этом случае

 

 

 

 

 

 

 

AR*„ = кі Ла;

 

 

 

 

 

 

 

 

тогда

можно записать:

 

 

 

 

 

 

 

*а

А п

— аіпбп Д а =-ki Д а .

(3.5)

а

л

0

1

 

Угол

(5, ' образованный

касательной и радиусом-вектором, ра­

вен 90° - 6 .

 

 

 

 

Изменением

величины

 

ß при небольших углах поворота (2-3°)

можно пренебречь и считать, что все касательные к сфере Эваль­ да образуют семейство параллельных прямых. ‘


Таким образом, определены положения обеих касательных, точка пересечения которых даст две координаты (х, ■у ) точки обратного пространства.

Для нахождения третьей координаты можно, например, вос­ пользоваться соотношениями, приведенными в методе Елистрато­

ва

(см. гл. Н>.

Тогда на основании допущения 3

в случае ци­

линдрической пленки для точек с

х « q

имеем z* = х/г

, ■ где

z*

- координата

точки обратного

пространства на

оси,

перпен­

дикулярной к плоскости X*OY*;x

-расстояние от

измеряемой

точки до нулевой слоевой линии.

 

 

 

 

 

Аналогично для

плоской пленки

 

 

 

 

*X

2

= 7 ^ 7 5 ? ’ '

 

 

 

 

 

где

D -

расстояние

от

образца до пленки;

у -

расстояние от

центра пленки до измеряемой точки вдоль слоевой линии. Пред­

ложенный авторами [ 56 ] метод был использован

ими при иссле­

довании распада пересыщенного твердого раствора

сплава

Al—Zn.

Ими был предложен таюке специальный планшет (рис. 39)

[5 8 ], ■

позволяющий намного ускорить операцию определения координат

X*

и у*

в обратном пространстве кристалла. В

этом случае

координата

z точки

М

обратного пространства,

соответствую­

щая выбранной точке

М

на рентгенограмме,

определяется

из

очевидного

соотношения

 

 

 

 

где Гд

- радиус сферы Эвальда.

На

планшете вычерчивается полуокружность радиусом Rg,

представляющим собой проекцию экваториального сечения Сферы

Эвальда

на плоскость

планшета

(X. О Y ),

и два

транспортира:

один для

отсчета угла

поворота

а кристаллика, другой - угла

<р • В центре первого

транспортира, совпадающем с

нулевым уз­

лом обратной решетки, помещается полоска кальки с нанесенной на нее линией (ось X ). Поворот кальки вокруг нулевого узла имитирует поворот кристаллика при съемке серии рентгенограмм.

Все построения проводятся на этой кальке.

 

 

Ориентируя кальку по угл^г поворота кристалла

а , <отмечаем

на ней точку пересечения ( МХу ) окружности Rg

с

прямой,

проходящей через центр сферы Эвальда под углом

Ср

к первично-

му лучу (это осуществляется с помощью второго транспортира и линейки Л).

 

Отменённая точка и будет проекцией точки М на плоскость

X О Y .

Перенося эту точку* на оси находим ее координаты

X*

и у*.

Аналогичные построения проводим для всех точек,

6

526

85


Р и с . 3 9 . Схема планшета для по. строения областей диффузного рас» сеяния в пространстве обратной решетки кристалла

отмеченных на данной пленке, и всех пленок данной серии. По­ скольку точки выбирались на контуре экстрапятен, где интенсив­ ность диффузного рассеяния равна нулю, можно получить проек­ ции на плоскость X 0Y сечений сферой Эвальда изодиффузных поверхностей нулевой интенсивности. Затем легко строятся соот­ ветствующие им проекции на плоскости X 0Z и Y 0Z*. По этим проекциям воссоздают пространственную форму изодиффуэной поверхности.

3. Геометрический метод анализа диффузных эффектов от сферических областей нарушений в кристаллах [57]

Известно, что на лауэграммах, полученных с грубозернистых и монокристаллических образцов некоторых сплавов (например, Al—Ag), наблюдаются диффузные эффекты в виде гало (см. рис. 1,6). Было установлено, что этим эффектам в обратном простран­ стве соответствуют о.д.р. в виде полых сфер с ядром интенсив­ ности в центре. Из теории диффузного рассеяния известно (см.

гл.

II ), что

каждую из сфер можно рассматривать как резуль­

тат

наложения

одной на другую двух о.д.р, также сферической

формы, но разного размера. Одна из них обусловлена равноосны­ ми зонами ГП, другая - размерами и формой областей нарушений в матрице, в которых находятся зоны (эффект "дырок"). Дырки и зоны ГП дают рассеивание рентгеновских лучей с противополож­ ными фазами, поэтому общая интенсивность рассеяния определя­ ется разностью средних рассеивающих способностей атомов зон ГП и основной решетки кристалла.

На рис. 32 показана схема образования диффузных эффектов

на ренгенограммах сплава

Al—Ag.

На схеме изображены

о.д.р.

I и II

типа, которые пересекаются тремя сферами отражения,

их радиусы равны соответственно

l/Xj, 1 /^ , I A 3 1

где

Xj,

Л3

- длины волн характеристического излучения;

А, А, А —

центры сферы отражения;

000 - начало координат обратной решет-

86