Определение внутренних напряжений в металлах. Панова Т.В - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОмГУ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

17
М = (8/3)
π
2
U
д
2
(sin
θ
/
λ
)
2
,
где U
д
2
– среднее квадратичное смещение атомов при статических
искажениях.
Статические искажения не могут существовать в чистом виде,
без динамических искажений, поэтому на интенсивность линий
рентгенограммы влияют оба фактора. По уменьшению интенсивно-
сти можно оценить величину искажения.
Простейшим способом оценки искажений является измерение
отношения интенсивностей линии и фона на рентгенограммах об-
разцов с
искаженной и неискаженной решетками. Уменьшение со-
отношения I
hkl
/ I
фон
соответствует увеличению искажений решетки.
Другим методом оценки искажений является измерение от-
ношений интенсивностей двух линий на рентгенограмме одного и
того же образца в деформированном и недеформированном состоя-
нии или линий образца и эталона. Величина смещения атомов из
равновесного положения в решетке может быть вычислена по соот-
ношению:
U
2
ст
= 3а
2
ln[(I
1
/ I
2
)
деф.
/ (I
1
/ I
2
)
недеф.
] / 4
π
2
[(h
2
2
+ k
2
2
+ l
2
2
) –
– (h
1
2
+ k
1
2
+ l
2
)]. (9)
При необходимости более точного измерения проводят разде-
ление влияния статической и динамической составляющих смеще-
ний атомов. При этом измеряют отношение интенсивностей одних и
тех же линий на рентгенограммах образцов с неискаженной решет-
кой, где смещения атомов обусловлены только динамическими (те-
пловыми) искажениями, и образцов с кристаллической решеткой
искаженной вследствие образования
твердого раствора, пластиче-
ской деформации и т. д., где смещения атомов связаны как с дина-
мическими, так и с устойчивыми статическими искажениями.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. С помощью преподавателя получить дифрактограмму от
кристаллов недеформированного и деформированного (облученного
мощным ионным пучком).
2. По полученным дифрактограммам рассчитать по формуле
Вульфа – Брэгга межплоскостные расстояния и оценить по формуле
18
(2) напряжения I-рода (значения Е и
µ
для исследуемых материалов
взять у преподавателя).
3. Рассчитать размер ОКР и величину микроискажений, пред-
варительно проанализировав по формуле (6), чем обусловлено уши-
рение линий (дисперсностью или микроискажениями). Результаты
анализа позволяют выбрать необходимую формулу для расчета ОКР
и
ε
.
4. Оценить статические искажения двумя способами:
а) измеряя отношение I
hkl
/ I
фона
;
б) измеряя I
деф.
и I
недеф.
– для одних и тех же линий.
5. Рассчитать по формуле (9) величину среднеквадратичных
смещений.
6. Оценить погрешность полученных результатов.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Дать определение напряжениям I, II и III-рода.
2. К каким изменениям на рентгенограмме приводят напряже-
ния разных типов?
3. Как рентгенографически определяют напряжения I-рода?
4. Что называется областью когерентного рассеяния?
5. Что
лежит в основе методов определения микронапряжений
и ОКР?
6. С чем связаны статические искажения кристаллической ре-
шетки?
7. Как можно оценить напряжения III-рода?
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н.
Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.:
Металлургия, 1982. 632 с.
2. Горелик
С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгеногра-
фический и электроннооптический анализ. Приложения. М: Метал-
лургия, 1970. 107 с.
3. Русаков А.А. Рентгенография металлов: Учебник для вузов.
М.: Атомиздат, 1977. 480 с.
4. Зевин Л.С., Хейкер Д.М. Рентгеновские методы исследова-
ния строительных материалов. М.: Стройиздат, 1965. 362 с. 
                        М = (8/3) π2Uд2(sin θ / λ)2 ,                                (2) напряжения I-рода (значения Е и µ для исследуемых материалов
где Uд2 – среднее квадратичное смещение атомов при статических                       взять у преподавателя).
искажениях.                                                                                3. Рассчитать размер ОКР и величину микроискажений, пред-
      Статические искажения не могут существовать в чистом виде,                     варительно проанализировав по формуле (6), чем обусловлено уши-
без динамических искажений, поэтому на интенсивность линий                           рение линий (дисперсностью или микроискажениями). Результаты
рентгенограммы влияют оба фактора. По уменьшению интенсивно-                         анализа позволяют выбрать необходимую формулу для расчета ОКР
сти можно оценить величину искажения.                                                и ε.
      Простейшим способом оценки искажений является измерение                              4. Оценить статические искажения двумя способами:
отношения интенсивностей линии и фона на рентгенограммах об-                               а) измеряя отношение Ihkl / Iфона;
разцов с искаженной и неискаженной решетками. Уменьшение со-                               б) измеряя Iдеф. и Iнедеф. – для одних и тех же линий.
отношения Ihkl / Iфон соответствует увеличению искажений решетки.                          5. Рассчитать по формуле (9) величину среднеквадратичных
      Другим методом оценки искажений является измерение от-                         смещений.
ношений интенсивностей двух линий на рентгенограмме одного и                               6. Оценить погрешность полученных результатов.
того же образца в деформированном и недеформированном состоя-
нии или линий образца и эталона. Величина смещения атомов из                                          КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
равновесного положения в решетке может быть вычислена по соот-
                                                                                           1. Дать определение напряжениям I, II и III-рода.
ношению:
                                                                                           2. К каким изменениям на рентгенограмме приводят напряже-
       U2ст = 3а2ln[(I1 / I2)деф. / (I1 / I2)недеф.] / 4π2[(h22 + k22 + l22) –
                                                                                     ния разных типов?
       – (h12 + k12 + l2)].                                                    (9)
                                                                                           3. Как рентгенографически определяют напряжения I-рода?
      При необходимости более точного измерения проводят разде-                            4. Что называется областью когерентного рассеяния?
ление влияния статической и динамической составляющих смеще-                               5. Что лежит в основе методов определения микронапряжений
ний атомов. При этом измеряют отношение интенсивностей одних и                       и ОКР?
тех же линий на рентгенограммах образцов с неискаженной решет-                             6. С чем связаны статические искажения кристаллической ре-
кой, где смещения атомов обусловлены только динамическими (те-                       шетки?
пловыми) искажениями, и образцов с кристаллической решеткой                                7. Как можно оценить напряжения III-рода?
искаженной вследствие образования твердого раствора, пластиче-
ской деформации и т. д., где смещения атомов связаны как с дина-                             СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
мическими, так и с устойчивыми статическими искажениями.
                                                                                           1. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н.
                                                                                     Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.:
                ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
                                                                                     Металлургия, 1982. 632 с.
     1. С помощью преподавателя получить дифрактограмму от                                 2. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Рентгеногра-
кристаллов недеформированного и деформированного (облученного                        фический и электроннооптический анализ. Приложения. М: Метал-
мощным ионным пучком).                                                               лургия, 1970. 107 с.
     2. По полученным дифрактограммам рассчитать по формуле                                3. Русаков А.А. Рентгенография металлов: Учебник для вузов.
Вульфа – Брэгга межплоскостные расстояния и оценить по формуле                       М.: Атомиздат, 1977. 480 с.
                                                                                           4. Зевин Л.С., Хейкер Д.М. Рентгеновские методы исследова-
                                                                                     ния строительных материалов. М.: Стройиздат, 1965. 362 с.
                                       17                                                                           18

Страницы