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
|
|
|
• 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 |
|||||
<к0 ^ 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^ + |
|
|
|
||||||
(с1 1 |
2У |
|
|
|
|
|
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 |
|