Дифракционное изучение планарных дефектов в мартенситных структурах

• Автор: Ильичев, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Глава 1. Кристаллографическое описание плотноупакованных структур и традиционные методы расчета дифракционных картин кристаллов с планарными дефектами
1.1. Пространственные решетки и системы обозначения плотноупакованных структур
1.2. Обратные решетки плотноупакованных структур
1.3. Классификация планарных дефектов
1.4. Традиционные методы моделирования дифракционных картин кристаллов, содержащих планарные дефекты
Глава 2. Методы моделирования дифракционных картин кристаллов, содержащих планарные дефекты
2.1. Модель кристалла, учитывающая корреляцию в расположении сдвигов упаковки
2.2. Модель гетерогенных пластинчатых структур
Глава 3. Структура мартенситных фаз в сплавах кобальта
3.1. Ранние модели дефектной структуры мартенсита кобальтовых сплавов
3.2. Анализ структуры мартенситных фаз 2Н и 1511 в сплавах Со-Та
3.3. Структура 7Т в сплавах Со-Си и Со-С
3.4. Структуры с аномально большим периодом укладки плотноупакованных слоев в сплавах кобальта
Глава 4. Структура мартенситных фаз в щелочных металлах
4.1. Особенности структурных превращений в литии и натрии
4.2. Кристаллографический анализ мартенситных превращений в
литии и натрии
Глава 5. Дифракционное изучение мартенситных структур, содержащих микродвойники

5.1. Общее выражение для интенсивности дифракции на двойникованной структуре
5.2. Изучение двойникования с мартенсите сплавов 1п-Т1
5.3. Двойники в мартенсите сплавов №-А1
5.4. Двойники в тетрагональном мартенсите железных сплавов и проблема аномально низкой тетрагональное мартенсита
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Список литературы

Мартенситные превращения отвечают за формирование таких уникальных свойств материалов, как высокая прочность, эффект памяти формы, сверхпластичность и сверхупругость. По этой причине изучение природы и механизмов мартенситных превращений, а также структуры образующихся мартен-ситных фаз является одной из важнейших задач физического металловедения, как с фундаментальной, так и с практической точки зрения.
Как правило, мартенситные структуры содержат высокую концентрацию планарных дефектов. При превращениях между плотноупакованными структурами их появление связывают с нарушениями в регулярном образовании в исходной структуре дефектов упаковки, осуществляющих процесс перестройки решетки. В иных случаях, например, при превращении ОЦК-фазы в плотноупа-кованные структуры, планарные дефекты (дефекты упаковки или микродвойники) обеспечивают неискаженную плоскость сопряжения мартенситных кристаллов с окружающей матрицей.
Просвечивающая электронная микроскопия позволяет отчетливо различить планарные дефекты по создаваемому ими характерному полосчатому контрасту, но далеко не во всех случаях удается однозначно определить тип обнаруженных дефектов упаковки. Более информативной является электронная микроскопия прямого разрешения, позволяющая непосредственно увидеть характер укладки атомных слоев в дефектных областях. Однако, несмотря на прогресс этого прямого метода изучения планарных дефектов, его возможности ограничены исследованием только самых тонких участков исследуемой фольги. Следует также учитывать недостаточную статистическую значимость электронно-микроскопических методов, а также технические проблемы, возникающие при изучении мартенситных структур, существующих исключительно в области отрицательных температур.
В связи с этим, помимо электронной микроскопии для изучения планарных дефектов широко привлекаются дифракционные методы исследования с использованием рентгеновского, электронного, нейтронного и синхротронного излучений. В дифракционных экспериментах присутствие планарных дефектов обнаруживается по закономерному размытию и смещению рефлексов вдоль нормали к плоскости дефектов. Однако дифракционные методы исследования относятся к непрямым методам. Для интерпретации наблюдаемых дифракционных картин сначала требуется построить адекватную модель дефектного кристалла, затем разработать метод расчета теоретических дифракционных картин, соответствующих выбранной модели, и только потом, «подгоняя» ре-

при малых концентрациях дефектов. Рассчитанные значения величин -5т(ф1) И 5Ш2(ф1/2), определяющих соответственно смещение и уширение рефлексов структуры 2Н, приведены в таблицах 3.1 и 3.2. Индексы узловых рядов определены в орторомбическом базисе.
Таблица 3
Факторы — 5ш(ф|), определяющие смещение рефлексов структуры 2Н на узловом ряду Я,
1 3 7 = 1 7=3 7=4 7=5
0 м 0,87 -0,87 0,87 0,0 0,87
1 Б -0,87 0,87 0,87 0,0 0,87
Таблица 3
Факторы 51л2(ф1 /2), определяющие уширение рефлексов структуры 2Н на узловом ряду Я,
Ь } 7 = 1 7=3 7 = 4 7=5
0 М 0,75 0,75 0,75 0,0 0,75
1 Б 0,25 0,25 0,75 1,0 0,75
Видим, что однослойные кубические ДУ (у = 3) смещают рефлексы 8 и М на одинаковую величину, но в противоположных направлениях (к ближайшим узлам обратной решетки ГЦК-структуры), и уширяют рефлексы М в три раза сильнее рефлексов 8 (в полном согласии с результатами численных расчетов в рамках моделей [41] и [50] в случае малых концентраций ДУ).
Двухслойные кубические ДУ (у = 4) и четырехслойные кубические ДУ (у = 6), эквивалентны деформационным дефектам упаковки в слоях (-). Соответственно, они приводят к одинаковому по величине и направлению смещению рефлексов 8 и М. Уширение рефлексов также оказывается одинаковым.
Трехслойные кубические ДУ (у = 5) не смещают рефлексы, но сильно уширяют рефлексы Б.
Двойниковые кубические ДУ (у = 1) уширяют рефлексы Б и М аналогично однослойным кубическим ДУ (у = 3), но смещают их в противоположных направлениях.
Выполненные оценки показывают, что в структуре кобальтовых сплавов преобладающим типом дефектов являются однослойные кубические ДУ.