Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»


Благодаря различной зависимости размерного и деформационного уширения от порядка отражения можно разделить эти вклады, используя пары дифракционных отражений (hkl), различающиеся только порядком отражения, и формулу


р — 0,5[Р,. + (|32 + Р2,П,    (4.9)


где Р — полное уширение дифракционного отражения; при разделении полагают, что ps не зависит от индекса /. Разделение размерного и деформационного уширения отражений показывает, что среднеквадратическая деформация в нанокристаллических Al, Ru, Pd, Си, AlRu [434, 469, 474, 475] составляет 1—3 % и заметно выше аналогичной величины в крупнозернистых металлах. Более подробный анализ результатов рентгеновских дифракционных исследований нанокристаллических материалов можно найти в [476].


Представляет интерес моделирование рентгеновской дифракционной картины нанокристаллических материалов [477— 480] с учетом размера зерна, искажений кристаллической решетки, толщины и структуры границ раздела. Моделирование было выполнено с применением кинематической теории рассеяния рентгеновского излучения. Рассматривался поликристалл, содержащий 361 кубический кристаллит; длина его ребра была


равна Na — период элементарной ячейки). Размеры кристал лита варьировались изменением числа N. При расчете атомных смещений предполагалось, что все атомы внешнего слоя кристаллитов смещены из позиций идеальной решетки случайным образом и величина смещений меняется от 0 до 0,5b (b = a/V2 —■ вектор Бюргерса).


Расчеты [477, 478] показали, что атомные смещения на поверхности кристаллитов приводят только к снижению интенсивности дифракционных отражений, но не влияют на их форму, ширину и положение. Уменьшение размера кристаллитов вызывает заметное уширение дифракционных отражений. Влияние дальнодействующего поля упругих напряжений на параметры дифракционного отражения моделировалось изменением линейной плотности дислокаций р границ раздела. Увеличение плотности дислокаций от 0 до 0,1 и 1,0 нм-1 привело к ушире-нию отражения и его смещению в область больших углов 0. При р = 0,1 нм-1 размерный эффект уширения становится преобладающим, когда размер кристаллитов меньше, чем 30 периодов элементарной ячейки (d < 30а). В случае более крупных кристаллитов основной вклад в уширение дифракционных отражений дают упругие искажения решетки кристаллита, обусловленные дислокациями границ раздела. Из этого следует, что влияние упругих напряжений границ раздела на микроструктуру нанокрис-таллических материалов понижается при уменьшении размера кристаллитов.

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»