Материал: Качанов Н.Н. Рентгеноструктурный анализ (поликристаллов) практическое руководство

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Для увеличения общего числа точек на графике следует исполь­ зовать линии 0-излучения.

Таким образом, для определения периодов методом экстраполя­ ции необходимо:

1) выбрать излучение, удовлетворяющее указанным условиям;

2)снять рентгенограммы;

3)рассчитать рентгенограммы и по одному из изложенных ранее' способов проиндицировать линии рентгенограммы;

4)по соответствующим формулам вычислить периоды решеток,

для всех линий; 5) построить кривую а =

I (й) или с = / (й);

6)экстраполировать кри­

вую к углу 90°.

В качестве примера при­

менения метода рассмотрим

 

определение

периода

решет­

 

ки

ЕезОа.

железа

ГезО4

 

Окисел

 

(.магнетит) имеет гранецен-

 

грированную кубическую ре­

 

шетку; а = 8,373 кХ.

 

 

Съемка

рентгенограмм

 

производилась

на хромовом

Фиг. 31. График экстраполяции по уг­

излучении при

асимметрич­

лу скольжения ф.

ном

способе

расположения

 

пленки. Всего было снято три рентгенограммы.

Измерение рентгенограмм производилось на компараторе. Ре­

зультаты расчета

для линий с # > 50°

приводятся в табл.

16.

Ин-

дицирование линии производилось по

d

 

 

таолицам —.

 

 

По результатам расчета построена кривая а = / (й) (фиг. 31).

Экстраполяция к й = 90° дает а = 8,3715 кХ.

 

 

Из графика

видно, что последняя точка соответствует

углу

й = 71°02'. При

таких условиях экстраполяция будет

сопрово­

ждаться некоторой ошибкой. Можно полагать, что ошибка опреде­ ления периода в точке экстраполяции будет не больше ошибки опре­

деления по линии (444), имеющей угол й = 71°02'.

Определим величину ошибки определения а. Основные источники ошибок — деформация пленки и неточность определения диаметра кассеты — были исключены асимметричным способом съемки. Ошибка из-за поглощения лучей в образце учтена введением по­ правки.

Центрировка образца производилась с помощью лупы с точ­ ностью до 0,05 мм, и так как замер расстояний производился по серединам линий, ошибкой, вносимой эксцентрицитетом образца, можно пренебречь.

Таким образом, основным источником ошибки является неточ-

Таблица 16

Определение периода решетки Fe3O4

Съемка — асимметричная. Сг-излучение А’а-серии. Радиус камеры Лэ$ф = 56,42 мм.

Радиус образца е=0,3 мм. -=-----= —±

ШэФФ 56,42

№попор.

Интен­ сивность

 

si п О

 

 

 

 

1

О.

с.

50°44'

0.774

2

О.

сл.

54°41'

0,816

3

О.

сл.

59°40'

0,863

5

Ср.

63°28'

0,895

О.

сл.

71°2"

0,946

Спек­ тральная линия

 

а

 

 

“со р

.. 1 о

а

а

d

hkl

а

*«1

л2*

в

в

в

в

кХ

 

кХ

кХ

кХ

1,479

(044)

8,370

8,372

8 373

1,277

(533)

8,371

8,372

8,372

1,323

(026)

8,372

8,373

8,371

(444)

1,277

(533)

8,372

8,371

8,371

1,208

(444)

8,370

8,370

8,372

* Значения аг и аг получены из расчета двух других рентгенограмм.

ность измерения расстояний 21.

Замер этих расстоянии производился

с точностью

AI = ±0,05 мм,

что соответствует углу

A ft =

A Z = 1,016■ 0,05 = 3'29" = 0,001 радиана,

откуда

 

 

%= ± 0,001 • tg 71°02' • 100% =

-±0,001-0,344-100% = ±0,0344%.

Абсолютная

ошибка определения

периода

 

 

 

А а = 8,3715 •

0,000344 = 0,0029

кХ.

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

а =8,3715 ± 0,0029 кХ.

 

По

литературным данным окисел РезСН

имеет период а =

= 8,373 кХ, т.

е.

получено

удовлетворительное совпадение.

Метод экстраполяции по ctg ft

— ftj . Если по рентгенограмме,

енятой

обратным методом, рассчитать периоды решеток и нанести

их на

график,

у

которого

по оси абсцисс отложены значения

(А----ft^ctgft, то значения а

наложатся на прямую линию. Тогда,

экстраполируя прямую к углу ft = 90, получим истинное значение периода решетки.

90

Ввиду того что зависимость а = / ц— — i)J ctg'O'] графически

выражается прямой, а не кривой, как в предыдущем случае, экстра­ поляция является более надежной.

При построении упомянутой зависимости с целью экстраполя­ ции необходимо на графике иметь не менее трех точек. Поэтому при работе с обычной камерой (типа РПК и др.) необходимо условия съемки выбирать так, чтобы на рентгенограмме было не менее трех линий. Если это затруднительно, следует воспользоваться линиями [3-излучения. При работе с камерами обратной съемки (типа КРОС),

как это следует из схемы фиг. 28, одновременное получение на одной

рентгенограмме трех и более линий не представляется возможным.

В связи с этим в случае необходимости можно произвести съемку трех и более линий на соответствующее (три и более) количество

рентгенограмм, рассчитывая каждый раз условия установки ка­ меры.

Однако, прибегая к подобному приему, следует обеспечить стро­ гое соблюдение одинаковых условий фотообработки и сушки рент­

генограмм, которые должны быть сняты на пленке одной и той же партии.

После расчета рентгенограмм по методикам, изложенным ранее,

строится график зависимости

а =

Г л

/^("2-----ctg'ft], и последую­

щей экстраполяцией к ctg

= 0

определяется истинное значение

периода решетки.

При съемке рентгенограмм в камерах обратной съемки или при съемке рентгенограмм со шлифа в обычной камере для исследования

поликристаллов (например типа РПК или РКД) при нормальном расположении шлифа по отношению к рентгеновскому лучу источ­ никами ошибок являются: деформация пленки и неточность опре­ деления расстояния между образцом и пленкой (или неточность определения радиуса камеры при съемке в обычной камере).

Остальные источники ошибок (поглощение лучей в образце и расходимость пучка лучей) при съемке обратным методом имеют меньшее значение.

Определение погрешности вследствие изменения размеров пленки и неточности измерения расстояния образец—пленка (или радиуса) в этом случае производится по уравнению

<52>

где АЛ — возможная ошибка определения расстояния образец — пленка (равна цене наименьшего деления измерительного инструмента);

А — расстояние образец — пленка (радиус кассеты).

При вычислении ошибки сомножитель, стоящий в скобках, дол­ жен быть выражен в радианах.

Метод экстраполяции по

cos2 О. Анализ

ошибок

эксперимента

показывает, что зависимость

величины

AlZ

от

О

должна выра-

cos^ v

 

 

°0

 

 

 

91

жаться прямой линией. Таким образом, зависимость а = / (cos2 й)

выражается прямой, которая может быть экстраполирована к й — = 90* точнее, чем кривая а = /(й). На фиг. 32 приведены резуль­

таты такого построения на основе рентгенограммы свинца высокой чистоты, полученной при 25.* Рентгенограммы снимались в камере

диаметром 114,6 мм на Cu-излучении при диаметре образца 0,3 мм.

Следует отметить, что применение рассмотренного метода дает хорошие результаты, когда на рентгенограмме имеется несколько

линий

в

интервале углов

 

60—90э

и

есть хотя

бы

 

одна линия

с углом й > 80°.

Если эти условия соблюдены, то

точность опреде­

ления До может составлять

±0,002%; если условия не соблюдаются,

 

 

 

 

 

 

 

то можно поступать

одним из отме­

 

 

 

 

 

 

 

ченных выше способов, т. е. исполь­

 

 

 

 

 

 

 

зовать линии Kai, Kai

 

и К$ , раз­

 

 

 

 

 

 

 

личные излучения и т. д.

cos2 ф

 

 

 

 

 

 

 

 

Метод экстраполяции по

-|-

 

 

 

 

 

 

 

gjn

 

 

 

 

 

 

 

 

COS2 Й \

.

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4- —£—I

Отот метод экстраполяции

 

 

 

 

 

 

 

основан на

существовании

линейной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Да

 

 

/ cos2 й ,

 

 

 

 

 

 

 

зависимости между ----- - и

—:—д- 4-

 

 

 

 

 

 

 

cos2 ф \

 

 

др

 

 

\ sin

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сохраняющейся

как

при

 

 

 

 

 

 

 

-|- —ф— j,

 

 

 

 

 

 

 

больших, так и при малых углах

Фиг.

32.

Определение

периода

 

скольжения. Кроме того,

этот

 

ме-

решетки свинца методом

графи­

 

тод

применим

для

кристал-

ческой

экстраполяции по соз2й-

 

лов

некубических

,

систем,

 

где

откладываются значения а0,

,

60 и с0

X

 

/ cos2 й

cos й \

для

 

в

функции I

 

 

4-----)

отражений типа (/г00) (04:0) и (00Z). Точность определения ап воз­

растает по сравнению с экстраполяцией по соз2й

и

может соста­

влять

4:0,001%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим пример определения периода решетки алюминия

при 298°. Съемка проводилась на Сп-излучении.

 

 

 

 

 

 

Результаты вычисления приведены в табл. 17.

 

приведенного

Из

графика,

построенного

по данным табл. 17,

 

на фиг. 33, получено для й —> 90° ао

= 4,07808 А.

 

 

 

 

 

Поправка на

преломление для алюминия (гранецентрированна

кубическая решетка, число атомов на ячейку п — 4, атомный но­ мер 13) составляет

—6 / КА \

о

А = 4,47-10

) -4-13 = 0,00008 А.

\ 4,Uo /

о

Окончательное значение ао = 4,0781 А.

Проведенное для порошка

CugAlj,

исследование влияния диа­

метра образца и разбавления материалом связки на величину пе­ риода решетки, измеренную изложенным методом, показало хорошее совпадение результатов (табл. 18).

92

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124922