Физическая энциклопедия - рентгенография материалов

область исследований, занимающаяся решением разнообразных задач материаловедения на основе рентг. дифракц. методов (см. ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ, РЕНТГЕНОВСКИЙ СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ). В Р. м. исследуют как равновесные, так и неравновесные состояния материалов, изучают их крист. структуру, фазовый состав и его изменения, строят фазовые диаграммы, исследуют состояние деформированных (или подвергнутых к.

-л. др. воздействиям) материалов, процессы упорядочения и явления ближнего порядка. В Р. м. используют дифракцию рентгеновских лучей, получая в рентгеновских камерах рентгенограммы моноили поликрист. образцов или регистрируя распределение рассеянного рентг. излучения в рентгеновских дифрактометрах. Рассмотрим нек-рые методы Р.

м. Определение числа, размеров и разориентировки кристаллитов. Размеры кристаллитов поликрист. материалов существенно влияют на их механич. св-ва. Число N достаточно крупных (=0,5-5 мкм) кристаллитов, участвующих в отражении рентг. лучей, определяется числом n точечных рефлексов, составляющих дебаевское кольцо рентгенограммы (см.

ДЕБАЯ ШЕРРЕРА МЕТОД): N=2n/acosq, где а пост. величина (параметр аппаратуры), q брэтговский угол. Средний объём кристаллита отношение объёма образца к N. Рентгенографич. методы позволяют определять углы разориентировки и размеры блоков мозаичной структуры областей с правильным строением, повёрнутых одна относительно другой (разориентированных) на очень малые углы.

Хар-ки мозаичности определяют прочность материалов и связаны с плотностью дислокаций. О ср. размерах D блоков мозаики =0,05-0,1 мкм судят по размытию (уширению) дебаевских колец: D = l/bcosq, где b полуширина размытой линии. Ср. угол d разориентировки блоков определяют по эффектам двойного рассеяния рентг. излучения в малоугловой области (при e=2q?0,5В°), когда первично отражённый луч отражается ещё раз от подходящим образом ориентированного блока в направлении исходного пучка. В окрестности первичного луча появляется дополнит. диффузное рассеяние, интенсивность к-рого I(e) определяет d: I(e)=Аe-1ехр(-Be2/d2), где А и В пост. величины. Определение остаточных напряжений. Рентгенографич. определение макронапряжений в простейшем случае сводится к измерению смещения дебаевской линии Dq. При норм. напряжениях 0 смещение Dq связано с а выражением: s=Ectgq•Dq/m, где Е Юнга модуль, m Пуассона коэффициент (см. МОДУЛИ УПРУГОСТИ). Микронапряжения, как и измельчение блоков мозаики, приводят к уширению дебаевских линий. Если уширение обусловлено только микронапряжениями, то ср. их величина (для кристаллов кубич. сингонии): Da/a=b/4ctgq. Фазовый анализ. Р. м. позволяет производить качеств. и количеств. фазовый анализ гетерогенных смесей. Каждая фаза данного в-ва даёт на рентгенограмме характерное отражение, что позволяет осуществлять качеств.

фазовый анализ. В количеств. фазовом анализе по отношению интенсивностей отражений определяемой фазы и эталона, находящихся в смеси, определяют концентрацию фазы. Фазовые превращения. Р. м. применяют для исследования изменений в пресыщенном тв. растворе, обусловленных его распадом (старением) и, следовательно, возникновением новых фаз и (или) исчезновением старых.

Распад тв. растворов сопровождается изменением их физ. и механич. св-в. Температурно-временная зависимость концентрации фаз даёт возможность изучать кинетику процессов и научно выбирать режимы термообработок, определять энергию активации процесса и т. д. Определение типа тв. раствора и границы растворимости. Для установления типа тв.

раствора в Р. м. определяют кол-во n атомов в элем. ячейке раствора, используя рентгенографич. данные о её объёме Q и значении плотности раствора r:n=(Qr/A)•1,66•10-24, где А ср. взвешенная ат. масса. Сопоставляя n с числом атомов в элем. ячейке растворителя N, определяют тип раствора (при n=N раствор замещения, при n>N раствор внедрения, при n .