в разд. 28.3; при расчетах можно пользоваться уравнением Брэгга [уравнение (28.5)] и моделью обратной решетки.

29.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АНАЛИЗА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОЙ ДИФРАКЦИИ

В большинстве случаев исследования дифракции полимеров проводят с использованием просвечивающих электронных микроскопов (разд. 27.2). Современные конструкции электронных микроскопов позволяют переходить от изображения к дифракции путем простой коммутации линз. Интерференционная картина, получающаяся в фокусной плоскости объектива, увеличивается и проектируется на экране (рис. 29.1).

Для исследования ориентации текстуры пригодны лишь такие держатели образца, которые можно вращать вокруг одной или двух осей.

Для точной оценки дифракционной картины необходима внутренняя калибровка прибора. В результате измерения получают только расстояние г(ш> дифракционных точек от первичного пучка на фотографической пластинке. Зависимость между этим расстоянием и углом дифракции (29) определяется как

L tg 28 = Г(Ш),

(29.2)

136

Глава 29

Анализ методом электронной дифракции

137

где /. — эффективное расстояние между образцом и фотографической пластинкой, 8 —угол дифракции, г(в«о— расстояние дифракционных точек от первичного пучка. Соотношение между г{Нщ, которое дает эксперимент, и межплоскостным расстоянием (е(<ш))

а 6 в

Рис. 29.1. Образование изображения в электронном микроскопе [О: 439].

а — яркопольное изображение; б—электронная дифракция в больших углах; в — малоугловая

электронная дифракция. / — электронная пушка; 2— первая конденсорная линза; 3— вторая конденсорная линза; 4—образец; 5—линза объектива; 6— апертура объектива; 7—селекторная диафрагма; в—промежуточная линва; 9— проекционная линза; 10— флуоресцентный экран.

можно получить путем сравнения с дифракционной картиной эталонного вещества, например LiF или TiCh, для которого известно расстояние между плоскостями кристаллической решетки.

Обзорная литература: 14, 439.

29.3. ПРЕПАРИРОВАНИЕ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ АНАЛИЗА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОННОЙ ДИФРАКЦИИ

Оптимальной толщиной образцов для анализа методом электронной дифракции является несколько сотен ангстрем. В связи с этим необходимо использовать специальные методы препарирования образцов (разд. 27.3), в том числе отливку тонких пленок из растворов, осаждение мелких частиц из разбавленных растворов, измельчение, дробление блочного полимера, получение реплик с отдельных участков поверхности, межфазную поликонденсацию и пиролиз. Необходимо отметить, что при электронном облучении в полимере образуются свободные радикалы, которые могут приводить к деструкции и/или сшиванию цепей. При повышении напряжения, применяемого для ускорения электронов, радиация становится не столь эффективной. С побочными эффектами электронного излучения связаны наблюдаемые изменения параметров кристаллической решетки и увеличение ее несовершенства.

Обзорная литература: 439. Периодическая литература: 5610.

29.4. МАЛОУГЛОВОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ РАССЕЯНИЕ

Малоугловое электронное рассеяние обусловлено наличием в исследуемом образце участков с различной электронной плотностью. Из положения рефлексов можно рассчитать среднее расстояние между участками с одинаковой плотностью.

Этим методом исследовали аморфно-кристаллическую макрорешетку вытянутых пленок и волокон. Основным преимуществом малоуглового электронного рассеяния по сравнению с аналогичным рентгеноструктурный методом является возможность комбинирования дифракционных исследований с изучением морфологии на одном и том же приборе — электронном микроскопе.

Обзорная литература: 439. Периодическая литература: 5034.

29.6. ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОННОЙ ДИФРАКЦИИ В ИССЛЕДОВАНИИ СТРУКТУРЫ ПОЛИМЕРОВ

Анализ электронной дифракции полезен при изучении монокристаллов (их формы и совершенства), степени кристалличности, текстурированных и неориентированных поликристаллических структур, вытянутых и ориентированных полимеров.

Обзорная литература: 438, 439.

Периодическая литература: 2209, 2267, 2274, 3378, 3379, 3381, 3482, 3612 3978, 3979, 4112, 4509, 4519, 4548, 5675, 5682, 5788, 6048, 6304, 6305, 6784 7064 7097, 7098, 7100.

29.6. РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ЭЛЕКТРОННЫМ

И РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫМ АНАЛИЗАМИ

Между электронным и рентгеноструктурным дифракционными анализами имеется ряд существенных различий:

1. Вследствие коротких длин волн электронов, например 0,06 А при V = 40 кВ, максимальная интерференция электронов наблюдается при очень малых-углах дифракции (8), благодаря чему на картине монокристалла, полученной с помощью анализа электронной дифракции, значительно больше рефлексов, чем при рентге-ноструктурном анализе (рис. 29.2).

2. Уширение линий, наблюдаемое при дифракции рентгеновских лучей для частиц размером порядка 1000 А, при исследовании

138

Глава 29

Глава 30

электронной дифракции обнаруживается для частиц, меньших 50—100 А.

3. Сильное рассеяние электронов, проходящих через образец, приводит к тому, что интенсивность дифракции в 106 — 108 раз выше и