химический каталог




Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Автор А.И.Гусев

пределения величины внутренних напряжений в СМК-меди методом рентгеновской дифракции [462].

Модель [463—465] предусматривает важную роль дисклинаций, образующихся в тройных стыках зерен. Особый интерес представляют расщепляющиеся дисклинаций [465, 466]. Их расщепление в тройных стыках уменьшает упругую энергию системы. Такое расщепление на дисклинаций меньшей мощности может быть объемным (рис. 4.6, б); в этом случае происходит локальная аморфизация области тройного стыка. Другим вариантом является расщепление дисклинаций на три ряда менее мощных дисклинаций, расположенных по границам соседних зерен (рис. 4.6, е). Возможно и линейное расщепление на ряд дисклинаций меньшей мощности, расположенных вдоль границы зерна (рис. 4.6, г). Согласно [465, 466], понижение упругой энергии исходной зернограничной дисклинаций тем больше, чем больше число образующихся новых дисклинаций. В случае линейного

129

расщепления наибольшее уменьшение упругой энергии достига ется при образовании двух дисклинации, расположенных на максимально допустимом расстоянии друг от друга, т. е. на расстоянии, равном длине границы зерна. Расщепление дисклинации в границах раздела нанокристаллических материалов является эффективным каналом релаксации упругой энергии, оно сопровождается изменением структуры границ раздела (появлением дефектов упаковки), уменьшает вероятность зарождения микротрещин вблизи границы раздела и стимулирует зернограничную диффузию. В целом наличие дальнодействующего поля упругих напряжений является (наряду с малым размером зерен и большой протяженностью границ раздела) основной особенностью нанокристаллических материалов.

Представления о микроструктуре нанокристаллических материалов во многом базируются на результатах рентгеновского изучения параметров решетки, внутренних напряжений, атомных смещений. По сравнению с крупнозернистыми материалами рентгенограммы нанокристаллических материалов отличаются большей шириной дифракционных отражений, некоторым изменением формы, а также смещением их положения. Уширение дифракционных отражений обусловлено малым размером зерен и микродеформациями (дефектами упаковки) кристаллической решетки, форма и интенсивность отражений зависят от величины атомных смещений. Смещение отражений свидетельствует об изменении параметров решетки. Важные сведения об особенностях структуры дает фон как результат теплового диффузного рассеяния, отсутствия порядка в расположении атомов при аморфизации вещества и диффузного рассеяния твердым раствором. Тепловое диффузное рассеяние вызывает монотонный рост интенсивности фона с ростом угла отражения 9, а отсутствие порядка в расположении атомов — монотонное убывание его. Наличие ближнего порядка типа упорядочения или расслоения приводит к периодическим изменениям интенсивности фона [255].

Судя по экспериментальным данным, уменьшение размера зерен нанокристаллических материалов может приводить как к уменьшению [108, 469—471], так и к увеличению [471—473] параметров решетки. Более вероятным кажется уменьшение параметра решетки, которое может наблюдаться при размере кристаллитов менее 10 нм вследствие их сжатия. Увеличение параметра решетки скорее всего является следствием адсорбции и растворения примесей поверхностью кристаллитов, как и в случае изолированных наночастиц (см. раздел 3.2).

(4.7)

Уширение дифракционных отражений наблюдается на всех нанокристаллических материалах. Уширение $s, связанное с малым размером d кристаллитов, описывается формулой

0,(26) = kX/dcosQ,

(4.8)

где к - 1 — форм-фактор кристаллита. Деформационное уширение Р,,, обусловленное дефектами упаковки, рассчитывается по формуле

Prf(26) = 2A,/2tg9,

где А — постоянная, примерно равная единице при равномерном распределении дислокаций в кристаллите; в (4.7) и (4.8) уширение р выражается в радианах.

(4.9)

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

р = 0,5[Р.1 + (р1 + рЭТ,

где р — полное уширение дифракционного отражения; при разделении полагают, что р^ 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

130

131

I

равна Na (а — период элементарно

страница 46
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Скачать книгу "Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства" (1.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
флористика в дизайне интерьера
подарки в интернет магазине
шашки такси в ижевске купить
курсы корол дро в москве лидер

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)