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
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 |
|
"В |
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.