Применение методов рентгеновской дифракции для исследования структуры микрокластеров в конденсированных средах

• Автор: Додонов, Вадим Георгиевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава I. Структура малых частиц и рентгеновская дифракция

1.1. Основные сведения из теории дифракции

1.1.1. Дифракция неупорядоченными объектами

1.1.2. Дискретный случай. Формула Дебая

1.1.3. Об информативности данных изотропного рассеяния

1.2. Малоугловое рассеяние как метод анализа надатомной

структуры дисперсных систем.

1.2.1. Общие закономерности поведения кривых малоуглового рассеяния и интегральные параметры

1.2.2. Особые типы строения дифрагирующего объекта.

1.2.3. Полидисперсные объекты. Анализ распределения
по размерам
1.3. О методе регуляризации Тихонова решения некорректно
поставленных задач
1.3.1. Понятие некорректно поставленных задач
1.3.2. Метод регуляризации Тихонова
Глава 2. Вопросы методики эксперимента и первичной обработки
данных в малоугловом рассеянии.
2.1. Особенности малоуглового рентг еновского эксперимента
2.2. Выбор параметров коллимирующей системы
2.2.1. Рентгенооптическая схема малоуглового дифрактометра.
2.2.2. Регулировка щелевою устройства з.
2.2.3. Выбор оптимального расстояния
2.2.4. Оптимальное соотношение высот коллимирующих щелей
2.3. Поглощение рентгеновских лучей в образце
2.3.1. Оптимальный коэффициент поглощения
2.3.2. Измерение коэффициентов поглощения для макроскопически неоднородных образцов.
2.3.3. Внесение поправки в экспериментальную интенсивность
с учетом различия в плотности препаратов.
2.4. Первичная обработка экспериментальных данных.
2.4.1. Сглаживание экспериментальных кривых рассеяния
2.4.2. Внесение коллимационных поправок
2.4.3. Исключение аддитивных составляющих рассеяния.
Однородное приближение.
Глава 3. Методы интерпретации данных малоугловой дифракции
для различных типов полидисперсных объектов.
3.1. Алгоритм численного решения уравнения полидисперсности
методом регуляризации Тихонова в классическом случае
3.2. Автоматическое нивелирование эффектов обрыва при решении
основного уравнения полидисперсности.
3.3. Анализ агрегационных явлений в полидисперсных системах.
3.3.1. Метод размывания кристаллических решеток
3.3.2. Чистостатистическая агрегация
Глава 4. Взаимосвязь методов обычной и малоугловой рентгенографии
4.1. Использование функций радиального распределения атомов
для анализа структуры малых частиц.
4.1.1. Особенности ФРРА для микрокристаллов
4.1.2. Структура ультрадисперсного германия
4.2. О возможности использования ненулевых дифракционных рефлексов
для анализа функций распределения в полидисперсных системах
Глава 5. Применение разработанных методов для исследования
структуры и свойств гетерогенных систем.
5.1. Особенности формирования надатомной структуры в азиде
серебра при радиолитическом разложении.
5.1.1.1 Доведение эксперимента
5.1.2. Обсуждение результатов
5.2. Исследование структуры центров светочувствительности при
сернистосеребряной сенсибилизации бромида серебра
5.2.1. Дисперсная структура частиц А в исходном коллоиде.
5.2.2. Анализ дисперсности частиц А после введения их
в эмульсию .
5.3. Малоугловая дифракция как метод исследования графитизационных свойств углеродных материалов
5.3.1. Новый взгляд на проблему гомогенной неграфитизируемости углеродных материалов. Постановка задачи исследования.
5.3.2. Экспериментальная часть
5.3.3. Обсуждение результатов.
Глава 6. КРС и малоугловое рассеяния взаимодополняющие
методы исследования малых частиц
6.1. Модель для описания спекгров низкочастотного КРС.
6.2. Исследование микрокристаллов АНа1 в фотохромных стеклах. .
6.2.1. Проведение эксперимента
6.2.2. Обсуждение результатов.
6.3. Ультрадисперсные частицы и Р в нафталине.
Выводы.
Литература


Результаты исследования надатомной структуры ряда гетерогенных систем продуктов твердофазной реакции радиолитического разложения азида серебра, кластеров сульфида серебра в фотоэмульсиях, ультрадисперсных металлов, полученных химическим путем, и углеродных материалов. Размер микрокристаллов может быть непосредственно определен по положению локализованной низкочастотной моды в спектре КРС, однако для частиц размером менее А нужно учитывать отклонение их акустических свойств от свойств монолитного вещества. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и списка цитируемой литературы из 4 наименований. Работа содержит 5 страниц текста, в том числе рисунков и 3 таблицы. В первой главе приведены необходимые сведения из теории дифракции рентгеновских лучей, и рассмотрены основные методы извлечения структурной информации из малоугловых дифракционных данных, а также, затронуты некоторые вопросы решения обратных задач дифракции, которые имеют непосредственное отношение к данной работе. Во второй главе описаны особенности эксперимента в малоугловом рассеянии и изложены алгоритмы некоторых обязательных процедур первичной обработки экспериментальных данных, таких как сглаживание, внесение коллимационных поправок и элиминирование фона. В третьей главе рассмотрены методы интерпретации малоугловых дифракционных данных для трех практически важных случаев классические системы изолированных частиц низкой концентрации 3. Показано, что для двух последних случаев применение специальных методик расчета, позволяет существенно повысить качество и информативность определяемых структурных параметров. В четвертой главе теоретически обосновано использование ФРРА как единого широко и малоуглового метода структурного анализа разупорядоченных кластеров. Показано, что преобразование Фурье интенсивности рассеяния кластером позволяег получать функцию радиального распределения, отражающую как атомную структуру, так и морфологические особенности рассеивающих частиц. В 4. Пятая глава демонстрирует возможности метода малоуглового рассеяния для анализа гетерогенной структуры различных объектов. В 5. В 5. Предложена модель строения частиц 2 в исходном коллоиде и после введения в эмульсию АВг. На основании анализа интегральных параметров малоуглового рассеяния показано, что конечным продуктом сернистосеребряной сенсибилизации по данной методике является ни что иное, как ультрадисперсное серебро. В 5. Методом малоуглового рассеяния исследовано изменение гетерогенной структуры образцов угольных коксов при интенсивном окислении. Результаты сопоставлены с данными химического анализа их графитизанионной способности. Полученные данные позволили подтвердить новую гипотезу о причинах гомогенной неграфитизируемости ряда углеродных материалов. В шестой главе обсуждаются результаты совместного использования низкочастотного комбинационного рассеяния света КРС и малоуглового рентгеновского рассеяния для исследования структуры и свойств микрокристаллов различной природы. Применение малоуглового рассеяния в качестве эталонного метода доказало возможность успешного использования КРС для экспрессного определения среднего размера и концентрации микрокристаллов. Тщательное сопоставление результатов двух методов позволило сделать важный вывод об аномалиях акустических свойств малых частиц. СТРУКТУРА МАЛЫХ ЧАСТИЦ II РЕНТГЕНОВСКАЯ ДИФРАКЦИЯ 1. В дифракционных методах анализа структуру исследуемого объекта принято характеризовать рассеивающей плотностью рг скалярным полем, заданным в ограниченной области пространства. Для рентгеновского рассеяния рг электронная плотность. Дифракционная картина, возникающая при взаимодействии плоской монохроматической волны с веществом является результатом суперпозиции сферических волн, рассеянных всеми точками объекта. Л Ч рг ехр 2 луц г г, 1. Выражение 1. Фурье, т. Переменная ц в данном случае более удобна для симметричной записи преобразований Фурье. Лчехр2гагЛ 1. Соотношение 1. Необходимо оговоримся, что речь идет об однократном рассеянии, т.