ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рентгенографическое исследование твердых растворов из "Методы физико-химического анализа вяжущих веществ" Определение типа твердых растворов. Определение основано на сравнении числа частиц (атомов, молекул), приходящихся на элементарную ячейку чистого растворителя (матрицы) и твердого раствора. Например, если в результате расчета обнаружится, что количество частиц в элементарной ячейке растворителя и твердого раствора не изменяется, можно сделать вывод об образовании твердого раствора замещения если число частиц в элементарной ячейке твердого раствора окажется большим, чем в растворителе, образуется твердый раствор внедрения. [c.98] Данный метод определения типа твердого раствора применим, естественно, только к однофазным препаратам, когда достоверно известно, что все примесное вещество вошло в твердый раствор и не образует отдельной фазы, а изменение плотности связано только с образованием твердого раствора. [c.98] Определение пределов растворимости даже при небольших концентрациях растворенного вещества в растворителе становится возможным, если параметры решетки измеряются прецизионно. При этом исходят из того, что параметры решетки насыщенного твердого раствора не зависят от состава смеси компонентов, образующих твердые растворы. Другими словами в однофазной области чистого твердого раствора параметры решетки в пределах сравнительно небольших концентраций изменяются линейно, а после образования насыщенного при данной температуре твердого раствора (т. е. достижения предела растворимости) параметры уже не меняются. [c.99] В зависимости от величины частиц в рентгенографическом анализе применяют различные методы определения их размеров. Для установления размера зерен при их величине 0,1 — 1 мкм используют зависимость между размером зерен и числом пятен на дебае-грамме. Определение величины частиц (зерен в поликристаллах, мозаичных блоков в кристаллах) от 0,2—0,3 до 1—2 мкм основано на эффекте экстинкции — уменьшении интенсивности линий рентгенограммы. Размер частиц (например, мозаичных блоков) величиной 0,1 мкм находят, используя эффект расширения (размытия) линий рентгенограммы. [c.100] Эталонный образец изготавливается из исследуемого материала. Основные требования к эталону размеры частиц должны быть достаточно малы ( 0,2—0,3 мкм), чтобы не возникал эффект первичной экстинкции расположение блоков должно быть достаточно беспорядочным, что исключает появление эффекта вторичной экстинкции, заключающегося в ослаблении интенсивности отражения за счет интерференции между волнами, дифрагированными соседними блоками, что происходит, если угол дезориентировки между блоками мал. При исследовании порошкообразных образцов эталон может быть приготовлен, например, интенсивным наклепом порошка в процессе продолжительного помола. [c.101] Выбор вида поправочной кривой определяется распределением интенсивности в интерференционных максимумах, т. е. формой пиков исследуемого образца и эталона, для описания которых подбираются соответствующие аппроксимирующие функции. [c.102] В реальных вешествах, как правило, уширение линий связано как с дисперсностью частиц, так и с микроискажениями. В этом случае задача раздельного определения этих уширений усложняется и может быть решена различными способами. [c.103] Рентгенографические исследования при высоких температурах используются для изучения высокотемпературных фазовых переходов, определения параметров решетки высокотемпературных полиморфных форм веществ в области их стабильного существования, качественного и количественного рентгенофазового анализа при высоких температурах, нахождения величины коэффициента термического расширения и т. д. Для исследования веществ при высоких температурах применяются специальные высокотемпературные камеры и приставки к дифрактометрам, причем для изучения испаряющихся или окисляющихся в обычной атмосфере веществ применяются вакуумные или заполненные инертным газом камеры и приставки. Основные требования к подобного рода устройствам нагрев до достаточно высокой температуры, малый температурный градиент в нагреваемом объеме, постоянство и точное измерение температуры образца. Нагрев исследуемого образца может, например, производиться за счет его контакта с плоским нагревательным элементом значительно лучшие результаты в отношении градиента температур получаются, если образец помещается внутри нагревателя цилиндрической или сферической формы с окнами для падающего и дифрагированного рентгеновских пучков. При необходимости съемки в вакууме или любой нужной атмосфере эти окна закрываются бериллием, пропускающим рентгеновское излучение. [c.103] Рентгеновская высокотемпературная установка УРВТ-1300 предназначена для исследования методом Дебая поликристаллических образцов в интервале температур от комнатной до 1300°С в вакууме и до 1100°С в воздухе или атмосфере инертного газа. С помощью установки УРВТ-1300 можно изучать высокотемпературные фазовые переходы, измерять параметры кристаллической решетки и коэффициент термического расширения и др. Нагревание образца в установке осуществляется электрической печью сопротивления. [c.104] Рентгеновская высокотемпературная приставка УРВТ-1500 используется для исследования фазовых переходов, определения параметров кристаллической решетки, коэффициента термического расширения и т. д. различных материалов на дифрактометрах УРС-50-ИМ и ДРОН-1 при температурах до 1500°С в вакууме и до 1200°С в воздухе или атмосфере инертного газа. Нагрев образца осуществляется электрической печью сопротивления. Приставка снабжена системой автоматического поддерживания температуры и ее измерения (точность поддерживания температуры 3°С, точность измерения 5°С). [c.104] Рентгенографический анализ при низких температурах применяется для изучения кристаллической структуры веществ, жидких или газообразных при обычной температуре, нахождения коэффициента термического расширения, уменьшения влияния тепловых колебаний при определении с повышенной точностью положения атомов и структуры монокристаллов и т, д. Для указанных целей используются низкотемпературные камеры и приставки для дифрактометров, Принципы охлаждения образцов могут быть различными, например обдувка парами сжиженных газов с достаточно низкой температурой кипения или газами, предварительно охлажденными до нужной температуры охлаждение за счет обливания образца холодной легко испаряющейся жидкостью или контакта с металлической поверхностью или стержнем, охлаждаемым, например, жидким азотом, гелием и т, д. [c.104] Рентгенографический анализ образцов под давлением проводится с использованием камер, в которых исследуемое вещество находится внутри конуса из бериллия, пропускающего рентгеновское излучение. Давление на образец подается специальными поршнями. Для усиления конструкции бериллиевый конус помещен в большой конус из стали, а последний — в стальную оправу. Рентгеновские лучи попадают на образец через щель и после рассеяния образцом фиксируются на фотопленке. [c.104] Электронографический анализ осуществляется на электронографах — электронно-оптических вакуумных приборах, которые могут работать и как электронные микроскопы, позволяя получать теневые электронно-оптические изображения, хотя их работа в этом режиме имеет вспомогательное значение. К таким приборам, например, относится электронограф ЭГ-100А. По ходу электронного пучка сверху он имеет следующие основные узлы электронную пушку (источник электронов) двойную электромагнитную линзу кристаллодержатель, позволяющий осуществлять различные перемещения образцов по отношению к пучку электронов камеры образцов проекционный тубус фотокамеру с флюоресцирующим экраном для визуальной работы низко- и высоковольтные блоки питания пульт управления. В электронографе имеется устройство для исследования газов и паров различны веществ. Разрешающая способность прибора позволяет получать раздельные дифракционные максимумы при различии в меж-плоскостном расстоянии на 0,001 А. Наблюдение дифракционной картины производится на флюоресцирующем экране или фотографическим методом. Электронографическая картина различна в зависимости от типа снимаемого объекта точечная электронограмма образуется при съемке монокристаллов на просвет и на отражение кольца на электронограмме образуются при исследовании поликристаллических веществ дуги и кольца — от веществ, имеющих текстуру. [c.106] Трудности использования электронограмм для исследования ра )личиых веществ часто связаны со сложностью изготовления препаратов. Электронографические исследования проводят наиболее часто на просвет тонких порошков, напыляемых на подложку, и тонких пленок, получаемых, например, испарением и конденсацией веществ на подложку в вакууме. Исследование на отражение проводят на шлифах массивных образцов, обычно подвергаемых травлению, что создает тонкий рельеф, облегчающий формирование дифракционной картины, поскольку при этом происходит дифракция на просвет в тонких поверхностных выступах. [c.106] Указанные особенности поведения нейтронов при взаимодействии с веществом позволяют получать ценные результаты там, где не может быть использована рентгенография, и оба эти метода — нейтронографический и рентгенографическйй — прекрасно дополняют друг друга. [c.106] Метод нейтронографии нашел применение при изучении текстуры тел больших объемов, детальном изучении дефектов кристаллов, структур аморфных веществ и т. д. [c.107] Вернуться к основной статье