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: 95

Скачиваний: 0

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

 

 

 

• 9

 

Vr'R

NB S

[1 I£ s ( к)]~ач( к )

 

Ід(Н)=Г(чГ

 

(pv“)2 к

 

(1.3]

 

 

 

 

 

V“

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

V

- объем

элементарной ячейки;

Vg“ -

среднее квадрата

объема

выделений;

 

 

-

количество

выделений; р— плот­

ность

кристалла;

vs

- скорость звука

с поляризацией s; Е^(к)-

подяризационньш

вектор.

 

 

 

 

 

Величина

а

определяется из

выражения

 

v ß

-*•

ß

-*•

 

г)

и

-*■

 

 

(1.38

D Р ( к ) £ g( k ) = a s (k)k“ Es (k),

 

 

где

ПѴР ,7\

Vßn а

Ьм к

 

vßp а

есть

тензор

четвертого ранга

D

( к ) = А

 

,а А

ѵц aß

 

Знак

<•..'>

 

означает

усреднение

по всем ориента­

0 ^ к г > .

 

циям решетки

выделений

относительно решетки матрицы. Тензор

, i V | j a ß

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

А ^

г симметричен

относительно перестановок ѵ г м , a ? ß и

(ѵ,р )

-> (a

ß). Если

для

выделения равновероятны все возмож-

ные

ориентировки,

то

 

 

. upaß

 

 

тензор А

имеет симметрию матрицы и,

следовательно, столько же независимых компонентов, сколько тензор упругости AV|jaß . Для кубической матрицы А ^ ^ =д2222 _

-

АЗЗЗЗ = аі1;

ДІ122 = А1133 =.А2233 =аі2

и д 1212 = дІЗІЗ ш.

=

д2323_д j

 

обозначения

ац,а^2 11 а44

ВБедены по аналогии

С

 

111 1_

 

- 11'

ill 1 2 2 .

0 и

АІ2 1 2 =.

 

 

 

 

AJ

 

 

 

' 1 2

•44*

 

 

 

 

 

 

Выразив

ад

с

помощью уравнения

(1.38) через ар,а-|р

а ,,

и рѵ

2

с

 

 

ix

J.I

ѵдаР іт а

Р

 

помощью уравнения Кристоффеля л

kMk

е .=

44

“ г ’ s

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

9

 

через

Cjp

с ^ і разрешив уравнение

(1.37) относи­

 

рѵ^а3

 

тельно

1 < 2

для направлений симметрии

у узлов

обратной решет

(h| hr>h^),получаем выражения для радиусов изодиффузных поверз костей в направлениях [ 1 0 0 ], [ПО] и [Ш ]!


 

 

 

 

 

 

 

9

9

 

 

о

 

 

— 2

 

n

I

h

+ h

_

 

 

 

 

2

3

 

k2([100])~f(q)

9 all

+

 

'44

a44

 

 

 

 

 

c^

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

k2([110])~f(q)2

 

(hj +I1

2 )

 

(aH + a 1 2

+'2 a ^ ) +

((<11+

12 + “c44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

+ М

v9

,

 

ч

 

h3 a44

 

У Ü-39)

,

- с 1

^al l _a12^ +

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

2\

(hi+h2 + ho)

 

 

к ([111])~ f(q) ]

 

 

 

 

g

(a, 1+al 2+^a44^+

 

 

 

 

(с11+с12+4с44Г

 

 

 

2

 

2

2

) -(h jh o + h^n^ + h^h^)]

 

2

/,h j

^

2 + ^

3

 

+ ---------------------------^

----------------

(al l “ a12+a44)

 

( C 1 1

— C 1 2

+;c4 4 ^ 2

 

 

 

 

Полученные результаты позволяют в ряде случаев просто оце­ нить радиусы изодиффузных поверхностей в направлениях симмет­ ріи для различных случаев кристаллогеометрических соотношений и модулей упругости кристалла. Следует отметить, что, как и для равновесных твердых растворов, иная симметрия центров ис­ кажений (в нашем случае зародышей новой фазы) приводит к по­ явлению более сложного рассеяния, чем в тех случаях, когда за­ родыши являются центрами дилатации. Как это следует из ряда описанных работ и из выражений (1.39), изодиффузные поверхнос­ ти имеют характер лемнискат, проходящих через соответствую­ щий узел обратной решетки. Если же симметрия зародыша отлич­ на от симметрии исходной матрицы, то нзодиффузные поверхности имеют эллипсоидальный характер, с узлом обратной решетки в центре. Направления, в которых вытянуты эти эллипсоиды, опре­ деляются как характером изменения формы исходной матрицы при образовании зародыша, так и типом анизотропии упругих свойств матрицы.

4 . Диффузное рассеяние в сплавах с модулированной структурой

В отличие от изложенного в предыдущем разделе рассмотрим случай, когда количество зародышей в матрице велико и поэтому

справедливо предположение L « a . • Чаще всего это приводит к



корреляции в расположении зародышей новой фазы, т.е. к образо­ ванию модулированной структуры и к соответствующим диффузным дифракционным эффектам.

Сравнительно строго учет корреляции в расположении дефек­ тов был проведен для равновесных твердых растворов [2,37-39]. Многочисленные работы были посвящены также учету корреляции в расположении дефектов для случая ошибок упаковки [2 ,6 ]. Мы же остановимся в основном на вопросах диффузного рассеяния в сплавах с модулированной структурой.

Рассмотрим случай, когда образующаяся модулированная струк­ тура обладает строгой одномерной периодичностью, т.е. когда мо­ дуляция межплоскостного расстояния или рассеивающей способности происходит таким образом, что расстояния менаду атомами в оп- , ределенных плоскостях (в плоскостях (0 0 1 )) остаются одинако­

выми для разных област.ей. Направление, перпендикулярное к этой плоскости, есть направление модуляции.

При модуляции только межплоскостного расстояния в кубичес­ ком кристалле в направлениях < 1 0 0 > в обратном пространстве вбли

зи основных узлов обратной решетки появляются узлы-сателлиты, удаленные от них в направлениях < 100 > на равные расстояния. При чем для узлов обратной решетки, лежащих в нулевых плоскостях [ 1 0 0 1 , в направлениях, перпендикулярных к этим плоскостям, ин­

тенсивность сателлитов равна нулю (рис. 16). При удалении узлов от этих плоскостей интенсивность связанных с ними сателлитов увеличивается. Для случая модуляшш рассеивающей способности

у

каждого узла имеются все шесть сателлитов в направлениях

< 1

0 Э>.

 

Схема модуляшш по синусоидальному закону, в основных чер­

тах правильно описывая характер расположения узлов-сателли­ тов в обратной решетке, дает существенное расхождение с опы­ том при оценке их интенсивности.

Другой распространенной моделью для стареющих сплавов яв­

ляете я

модель пластинчатого комплекса

Гинье [40]

(рис. 17).

Рассмотрим случай, когда в сплаве,

имевшем ранее

кубическую

решетку, появляются пары пластинок,

параллельные плоскостям

[ 1001, с тетрагональными решетками

-

с^,/а<1 и С2

/а> Г . Оси с^

и с г,

совладают с кристаллографическим направлением < 0 0 1 >

исходного кристалла, периоды а равны между собой и периоду окружающего неизмененного твердого раствора. Эти пластинки периодически чередуются в направлении <0 0 1 >! решетки исходного

кристалла. В такой модели была учтена возможность одномерной модуляшш рассеивающей способности и межплоскостного расстоя­ ния. Кроме того, учтены разные соотношения толщин обогащенных и обедненных пластинок и возможность существования областей нераспавшегося твердого раствора. При этом для зародыша моду­ лированной структуры конкретно принимается следующая модель,


Р и с . 1 6 . Схема обратного пространства кристалла с ГІІК струк­ турой в случае периодической модуляции межплоскостного рас­ стояния в направлениях <1 0 0 >

Р и с . 1 7 . Модель комплекса Гинье [4 0 ]

аналогичная модели комплекса Гинье:,одна обогащенная прослойка толщиной LApj окружена двумя обедненными прослойками толщи­

ной %/2 ЬДрг, (L - расстояние между зародышами). Все зародыши одинаковы sT расположены перпендикулярно к оси < 1 0 0 > кристалли­

ческой решетки. Интенсивность в этом случае определяется фор­ мулой

І - І л + N

£ lA £ ( H ) |2 5 ( H + h — 2-ггН). '

(1.40)

—. —2 тпп

^

 

 

 

направления < 100>; ш — де-

Здесь к = е -------• е

— единичный вектор

к

 

обратной решетки.

 

___

 

лое число; Н - вектор

 

 

Таким образом, вблизи основных узлов

(к = 0 )

появляются...

симметричные сателлиты

в направлениях < 1

0 0 > на расстояниях К.

Интенсивность сателлитов

определяется

значением

:

 

f

f —P]S (fA —

sin (тпл Д ) +

 

 

in

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ттр9Д

 

 

 

 

sin (ттгп Д pj-

 

T+ p2 6 (Тд-fß )

T - P^S (Тд-Tg)

(1.41)

 

 

 

 

m +

 

 

 

 

 

 

ттрі Д

ттр9 Д