Кульков С.Н., Буякова С.П. Современные методы структурного анализа в материаловедении

Подождите немного. Документ загружается.

Нейтронографическими исследованиями установлены новые типы

магнитных структур веществ – антиферромагнетики и ферримагнетики.

В антиферромагнетиках магнитные моменты расположены антипарал-

лельно, поэтому результирующий магнитный момент такого вещества

равен нулю. В другом типе веществ (ферримагнетиках) намагничен-

ность первой подрешетки превышает намагниченность второй подре-

шетки (нескомпенсированный антиферромагнетизм). Такие вещества

называются ферритами. Они обладают большой самопроизвольной на

магниченностью и широко используются в радиотехнике для изготов-

ления сердечников катушек индуктивностей.

Рис. 57. Нейтронограммы МgО, снятые при 80 °К

и при комнатной температуре

Рассеяние нейтронов на магнитоориентированных решетках резко

отличается от парамагнитных структур. На нейтронограммах наблюда-

ются отражения, имеющие ядерную (не зависящую от Θ) и магнитную

(зависящую от Θ) компоненты. Антиферромагнитная решетка также

может вызывать когерентное магнитное рассеяние, отличающееся от

ферромагнетика тем, что антиферромагнитные отражения находятся

там, где не может быть ядерного рассеяния

На нейтронограмме МgО, полученной при 80 °С (рис. 52), наблю-

даются сильные дополнительные максимумы, соответствующие анти-

ферромагнитной структуре. На нейтронограмме того же вещества, по-

лученной при комнатной температуре, эти максимумы отсутствуют, но

под малыми углами и около линии (111) наблюдаются небольшие мак-

симумы (остаточная когерентность), что указывает на ближний магнит-

ный порядок

в сплаве. В этой структуре магнитная элементарная ячейка

не совпадает с химической (кристаллической), период магнитной ячей-

ки удвоен по всем направлениям, поэтому объем магнитной ячейки в

8 раз больше химической. Такое увеличение магнитной ячейки по срав-

нению с химической характерно для многих антиферромагнетиков.

4. Изучение глубинных слоев материалов. Нейтроны проникают

очень глубоко и удается определить предпочтительные ориентации в

крупных образцах

. С помощью рассеяния нейтронов удается исследо-

вать текстуры в крупных образцах. Например, проведен анализ текстур

в образце железа толщиной 2,5 см, достаточно прозрачном для нейтро-

нов. В отличие от рентгенографического исследования анализ ориента-

ции оказался справедливым не только для поверхностного слоя, но и

для всего объема образца.

Нейтронография успешно используется для

различных исследова-

ний, и области ее применения постоянно расширяются. В частности,

представляет интерес исследование неупругого рассеяния нейтронов.

Некоторые работы показывают, что этот эффект позволяет изучить си-

ловое взаимодействие между атомами металла и получить численные

значения силовых констант.

Список литературы

1. Савицкая Л.К. Методы рентгеноструктурных исследований:

учебное пособие / Л.К. Савицкая. – Томск: ТГУ, 2003. – 258 с.

2. Липсон Г. Интерпретация порошковых рентгенограмм / Г. Лип-

сон, Г. Стипл. – М.: Мир, 1972. – 384 с.

3. Хейкер Д.М. Рентгеновская дифрактометрия / Д.М. Хейкер,

Л.С. Зевин. – М.: Физматгиз, 1963. – 380 с.

4. Гиллер Я.Л. Таблица межплоскостных

расстояний / Я.Л. Гил-

лер. – М.: Недра, 1966. – 364 с.

5. Горелик С.С. Рентгенографический и электроннооптический

анализ / С.С. Горелик, Л.Н. Расторгуев, Ю.А. Скаков – М.: Ме-

таллургия, 1970. – 366 с.

6. Уманский Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная

микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков и др. – М.: Метал-

лургия, 1982. – 632 с.

7. Блохин М.А. Физика рентгеновских лучей. – 2 изд. – М., 1957.

8. Блохин М.А. Методы рентгеноспектральных исследований. –

М., 1959.

9. Ванштейн Э.Е. Рентгеновские спектры атомов в молекулах хи-

мических соединений

и в сплавах. – М.-Л., 1950.

10. Бокай Г.Б., Порай-Кошиц М.А. Рентгеноструктурный анализ –

М., 1964.

11. Шишаков Н.А. Основные понятия структурного анализа. – М.,

1961.

12. Синдо Д., Оикава Т. Аналитическая просвечивающая электрон-

ная микроскопия для материаловедения. – M.: Мир, 2006. –

256 c.

13. Хокс П. Электронная оптика и электронная микроскопия / пер. с

англ. – М

., 1974.

14. Стоянова И.Г., Анаскин И.Ф. Физические основы методов про-

свечивающей электронной микроскопии. – М., 1972.

15. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в ме-

талловедении. – М., 1973.

16. Рукман Г.И., Клименко И.С. Электронная микроскопия. – М.,

Знание, 1968.

17. Брандон Д. Микроструктура материалов. Методы исследования

и контроля. – М.: Техносфера, 2006. – 377 с.

Учебное издание

КУЛЬКОВ Сергей Николаевич

БУЯКОВА Светлана Петровна

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ

СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА

В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ

Учебное пособие

Выпускающий редактор Т.С. Савенкова

Редактор С.П. Барей

Компьютерная верстка и дизайн обложки

О.Ю. Аршинова

Подписано к печати 08.07.2011. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».

Печать XEROX. Усл. печ. л. 4,89. Уч.-изд. л. 4,42.

Заказ 1006-11. Тираж 100 экз.

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Система менеджмента качества

Издательства Томского политехнического университета сертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008

. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru