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: 97

Скачиваний: 0

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

Вычисляя суммы в (1.27), определим интенсивности диффузного рассеяния в точках максимума

NB ND -

 

(1.28)

° -------- F B (|,B)HBS FD(HD)Hd . -

VB VD

 

 

где F B и F D -

средние структурные амплитуды элементарных

ячеек зон ГП и "дырок".

 

Первый член

в (1.28) дает значение

интенсивности рассеяния

в точке максимума только от зон ГП, которая р а в н аВ'Ш и ­

рина этого максимума І/'И ^ где Rg - радиус зоны .

Второй член отражает величину интенсивности рассеяния в точке

максимума

только от "дырки". Однако из-оа наложения о.д.р. 1

и Н типа

на рентгенограмме (см. рис. 1) видны гало и сер­

пы с центральным диффузным пятном, так как в области, опре­ деляемой S^j (Н_1Ід. ), интерференционный член отличен от нуля.

Таким образом, появление области нулевой интенсивности в диф­ фузных эффектах описывается интерференционным членом. Мак­ симум интенсивности в кольце (серпе) является эффектом толь­ ко от зоны ГП и удален от точки брэгговского максимума на расстояние Л11, (рис. 14). Его значение можно найти умножением

1

1

ѵ/іт

если принять

брэгговского максимума на е

(где к = ----- ),

гауссову форму кривой распределения

ß

1

интенсивности

. Макси­

мум центрального диффузного пятна можно представить в виде

9

 

 

 

Ш І р

 

2

 

В -

Мд

(1.29)

 

 

Суть дела не меняется от выбора формы кривой распределе­ ния интенсивности, так как это влияет только на точность вычисленных значений интенсивности. В этом отношении более близкие к экспериментальным величины дает функция 1 /l+k-Н“ , где к - постоянная величина, определяемая шириной (ß ) кри­ вой распределения интенсивности диффузных рефлексов.



Р н с . 1 4 . Кривые распределения ин­ тенсивности рассеяния рентгеновских

лучей

в случае малых смещений уз­

лов обратной решетки зон ГП

(а) от

узлов

обратной решетки матрицы

("дырки") и результирующая

кривая

[ 2 8 ]

(б)'

 

1 - обусловленные рассеянием от зон ГП; 2 - рассеянием от "дырки"; 3 - интерференционным членом

Этот максимум экспериментально также трудно измерить из-за его близости к брэгговскому рефлексу от матрицы. Поэтому для сопоставления количественных расчетов с экспериментальными результатами нужно получить диффузный эффект (гало или серп с центральным диффузным пятном) с отклонением на некоторый угол от точного брэгговского положения Л Их. Тогда максимум интенсивности центрального диффузного пятна определяется умножением максимума интенсивности, вычисляемого по (1.29),

,2 д . 12

на е ” х; Здесь принято, что максимум центрального диффуз­ ного пятна совпадает с брэгговским максимумом от матрицы. Конечно, это не всегда верно, но отклонение одного от другого бывает настолько малым, что практически учесть это очень труі но. В этом случае максимум для диффузного кольца будет равен

 

о

l2

9

 

_ к 2 ( д н І1“ + л н

; )

L ѴВ

FB(I1)

 

 

 

 

 

здесь

12

Л* If-

 

ліГ"Ч ЛH X=

 

Так

как Fß(1I) =зец (Г1т 1В + гп2ВГ2)І11з.=эе'іі[Г2+тіВ(Г1_Г2)]Пз.

и F

(И)=зен ([1т 1д+ т 2д [2 )н

= « ц [f2 + т 1Д (fl _ f2 ^ Нд ■

ß

Ді

і


 

о

 

 

 

 

І;і ÖD

= - у * “ [f2 + ml B ( fl - W l"

‘ В:

 

 

 

 

 

 

 

 

9

о

 

 

мвмд

 

гд

 

 

 

N п

 

- 2эен Д—

О+

 

+ _ 3 2 “ ,|[f2 + -mi^(fi-f2) r

 

о

Н!

Ид.

ѵв ѵд

[f.

 

д

 

 

 

 

 

(1.30)

^ІВ^І—

Cf2 + т 1Д(Г1 - Г2^Нд.' '

 

 

 

Здесь se.I ]

- множитель, учитывающий базис

элементарной ячейки

кристаллической

решетки;

и fo

- функции атомного

рассея­

ния легирующего

и основного

компонентов; т^ в н гп^д -

концент­

рации легирующего компонента соответственно в зоне ГП и "дыр­ ке" (матрица). Для центрального диффузного пятна выражение приобретает вид

к-ДІІо"

о1 N B

*Ti [f- +тів<

N;i

 

—k“ All“

 

(1.31)

 

[ ( 9 +mi ^1 1

(*">) i

 

В случае

трехкомпонентного сплава формула (1.30) записы­

вается следующим образом:.

 

 

 

9

 

 

 

 

 

А В

 

 

9

+

1 ( | | ) = —

[f3 + m1B(f1f3) +4l2B(f2_f3)]“

 

V-

И

 

 

В;

l\

! J ^

-

9

 

 

+ ~

[

f3 + ral / l (fl —f3} + m23(f2 - f3) ] H

-

 

Д

 

 

i

 

о % \ ' l

 

 

 

 

- &7

BV- t f3 + ml B ^ l - f3)+m2B(f2_f3)]||B

^3+т1Д (fl - f3)+

+ ІП9 ’[(Ip —fo )] ..

>

(1.31a)


m l B » m 2B ' m 3B = l _ m l B ~ m 2B И т щ , т 2 д , т 3 д = 1- т 1д - ш 2д -

■концентрации атомов легирующих компонентов 1 и 2 атомов ос­

новного компонента в зонах и матрице соответственно. Формулы (1.30) и (1.31) позволяют определить концентрацию

зон ГП и матрицы ('дырки"), число зон в единице объема крис­ талла стареющего сплава (т.е. плотность зон ГП) и объемы элеме; тарных ячеек зон и матрицы.

3. Диффузное рассеяние в неоднородных, искаженных кристаллах

Дилатационные изменения в сплавах, которые происходят в процессе зародышеобразования, приводят к упругим искажениям окружающей матрицы. Степень их определяется соотношением упругих постоянных и отношением модулей упругости матрицы и ядра фазы выделения. Упругие искажения матрицы вокруг зар о ­ дышей новой фазы приводят к своеобразным диффузным рассея­ ниям рентгеновских лучей, изучение которых является одной из основных задач рентгенографии кристаллов. Багаряцкий [ 27,29] впервые сделал попытку учесть разницу в периодах решеток в ядре, оболочке и матрице. Им было предложено следующее вы­ ражение для амплитуды диффузного рассеяния:

Дд= n jIF B P B tR jU l-II^ g )] - FCP BtRl<H—Hhk]>G)] I

+

+^ 2 iFCPC СП2(И—nhk).C^—r MPc t R2(H—Rhkl,M^} *

Ü -32)

где Hj^] у, ІІ^ід в» ^hkl С

“ вектоРЬІ обратных реіИеток

областей

трех

типов; гд

и По -

числа атомов, соответствующих объему

ядра

и объему

всего комплекса. Функция Паттерсона [3 0 ]-

P(W) = P[H(U-Hhkl] = -J jP (llA k ))-

 

Выражение

(1.32) выведено без сторогого доказательства,

однако оно относительно правильно отражает существо дела, хотя в нем не учитываются появляющиеся вследствие разницы атомных объемов (периодов решеток) упругие неоднородные ис­

кажения (смещения ) атомов. Здесь диффузное рассеяние у разных узлов обратной решетки сохраняет вид полых оболочек, но уже несимметричных относительно соответствующих узлов как по положению максимума интенсивности, так и по величине интен­ сивности, причем эта асимметрия будет увеличиваться при уве­ личении порядка отражения. По диаметру оболочек и узлов об­ ратной решетки может быть определен размер (диаметр) комп­ лексов, по асимметрии интенсивности можно оценить величину Ла между ядром и оболочкой, что успешно сделано в работе

[29] для сплава состава Fe2NіAl.