Моделирование структуры частично разупорядоченных ультрадисперсных материалов на основе полнопрофильного анализа порошковых дифракционных картин

• Автор: Черепанова, Светлана Витальевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 101 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ДИФРАКЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Нарушения кристаллической структуры и их влияние на порошковую

ДИФРАКЦИОННУЮ КАРГИНУ

1.2. Анализ интегральной ширины дифракционных линий

1.3. АНАЛИЗ ФОРМЫ ПРОФИЛЯ ДИФРАКЦИОННЫХ ЛИНИЙ

1.4. ПОЛНОПРОФИЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РИТВЕЛЬДА И ЕГО МОДИФИКАЦИИ

1.5. Полнопрофильный анализ, основанный на использовании моделей ДЕФЕКТНЫХ КРИСТАЛЛОВ
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН ОДНОМЕРНО РАЗУПОРЯДОЧЕННЫХ КРИСТАЛЛОВ

2.1. Расчет рассеяния рентгеновскихЛУчтЭД ЙУФФЫтерно разупорядоченном КРИСТАЛЛЕ

2.2. МИКРОИСКАЖЕНИЯ В ОДНОМЕРНО РАЗУПОРЯДОЧЕННЫХ СТРУКТУРАХ. ОБОБЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ УЧЕТА МИКРОИСКАЖЕНИЙ
2.3. Расчет рассеяния рентгеновских лучей на порошке з
ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
з. 1. Основные этапы расчетов
3.2. Модель структуры и расчет интенсивности рассеяния рентгеновских .тучей
ДЛЯ УПАКОВКИ БЕСКОНЕЧНЫХ СЛОЕВ
3.3. Расчет интенсивности рассеяния от упаковки слоев конечных размеров. Переход к порошку
3.4. Учет инструментальных факторов
3.5. Учет прозрачности материалов для рентгеновских лучей
3.6. Фон
3.7. Критерии сравнения экспериментальной и расчетной рентгенограмм
3.8. Уточнение модели
3.9. Двухфазные системы
з. 1 о.Тестировапие программы
ГЛАВА 4. МОЛЕЛИРОВНИЕ ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН МЕТАЛЛОВ
4.1. Влияние дефектов упаковки на дифракционные картины металлов с КУБИЧЕСКОЙ ПЛОТНЕЙШЕЙ УПАКОВКОЙ
4.2. Моделирование дифракционных картин когерентных гетерогенных системна ПРИМЕРЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГ О КОБАЛЬТА
4.3. Моделирование дифракционных картин металлов, находящихся в ПАРАКРИСТАЛЛИЧЕСКОМ СОСТОЯНИИ
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН ГРАФИТОПОДОБНЫХ МАТЕРИАЛОВ
5.1. ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СУБСТРУКТУРЕ КВАЗИГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
5.2. Влияние количества слоев на положение первой линии на дифракционной КАРТИНЕ ГРАФИТА
5.3. Влияние дефектов чередования слоев на дифракционные картины
ГРАФИТОПОДОБНЫХ СТРУКТУР
5.4. Влияние тангенциальных отклонений слоев на дифракционные картины ГРАФИТОПОДОБНЫХ СТРУКТУР
5.5. влияние нормальных отклонений слоев на дифракционные картины
ГРАФИТОПОДОБНЫХ СТРУКТУР
5.6. Модель структуры волокнистого угля
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Структура слоистого кристалла с нарушением порядка в чередовании слоев или любого другого кристалла с плоскими дефектами упаковки может быть представлена как статистическая последовательность бипериодических слоев со случайным или закономерным распределением межслоевых трансляций. Параметрами модели являются число слоев, их размеры, вероятность деформационных дефектов упаковки и дефектов двойникования в структурах с плотнейшей упаковкой или дефектов, нарушающих регулярную последовательность слоев в слоистых структурах, параметры распределения случайных межслоевых трансляций, характеризующих микроискажения различного рода. Несмотря на очевидные преимущества такого метода для изучения разупорядоченных систем, он не получил достаточно широкого применения и используется, в основном, для исследования природных смешанослойных минералов 57. Повидимому, это обусловлено сложностью используемого математического аппарата и еще большей сложностью разработки программных алгоритмов и написания программ. В настоящее время нет коммерческих или свободно распространяемых программ, реализующих данный метод, хотя отдельные исследовательские группы, работающие в этом направлении, используют собственные программные разработки. Работа выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований гранты РФФИ 3, 7. Глава 1. Дифракционные методы исследования реальной структуры поликристаллов. Порошковая рентгеновская дифракция является одним из основных методов для исследования реальной структуры порошковых кристаллических веществ. Теория рентгеновской дифракции первоначально был а развита для идеальных кристаллов. В этом случае распределение интенсивности рассеянных лучей представляет собой сообразные пики, локализованные в узлах обратной решетки, заданных целыми числами ,,. Такие пики называются брэгговскими отражениями, т. ОпХу 1. Ш расстояние между плоскостями , порядок отражения. Положения пиков определяются параметрами элементарной ячейки кристалла, а интенсивности пиков координатами атомов и их рассеивающими способностями 9. Неидеальные условия эксперимента приводят к уширению образных пиков. Кроме того, реальные кристаллы всегда содержат отклонения от идеальной кристаллической структуры, т. Нульмерные точечные дефекты вакансии, дефекты внедрения, дефекты замещения. Одномерные линейные дефекты цепочки точечных дефектов, дислокационные линии. Двумерные плоские дефекты внешние и внутренние границы кристалла, дислокационные стенки, дефекты упаковки слоев. Трехмерные объемные дефекты поры, включения. Структурные дефекты существенным образом изменяют распределение интенсивности рассеяния рентгеновских лучей. Точечные дефекты. Появление вакансий, атомов внедрения или частичное замещение атомов одного сорта на атомы другого сорта меняет среднюю рассеивающую способность атомов, находящихся в данной кристаллографической позиции. Поэтому их интенсивность поразному меняется в зависимости от того, в какой из подрешеток наблюдаются точечные дефекты. Происходит перераспределение максимумов интегральных интенсивностей, и эта информация в принципе может быть использована для определения концентрации точечных дефектов. Второй эффект, обусловленный появлением точечных дефектов, связан с том, что замещение одних атомов другими приводит к тому, что меняется средний атомный ионный радиус, и следовательно, средние межатомные расстояния и параметры элементарной ячейки. Внедрение атомов или, наоборот, появление вакансий приводит к расширению или к сжатию элементарной ячейки соответственно. В свою очередь, изменение параметров элементарной ячейки приводит к смещению дифракционных максимумов, что интерпретируется как появление точечных дефектов или образование твердых растворов. По изменению параметров решетки легко рассчитать концентрацию точечных дефектов для одноатомных кристаллов. С усложнением структуры, с понижением симметрии кристалла связь между ионными или атомными радиусами и параметрами решетки становится более сложной и, как правило, используется для качественных заключений, но не для количественных расчетов. Линейные дефекты. Цепочки точечных дефектов вакансий или внедрений нестабильны и время жизни их ограничено.