Межплоскостным расстоянием

Деформация скольжения наиболее легко проходит по плоскостям с наибольшей плотностью атомов и наибольшими межплоскостными расстояниями. Соотношение кристаллография, осей с/а у бериллия равно 1,568, т.е. значительно меньше, чем у идеального кристалла (1,633). Сжатие по оси с уменьшает межплоскостное расстояние и плотность упаковки по базисным плоскостям, так что базисные плоскости не должны являться плоскостями скольжения. Внедренные атомы, в первую очередь атомы кислорода, концентрируются вблизи при-зматич. плоскости и затрудняют скольжение по этой плоскости. Поэтому с увеличе-

Другие методы приготовления образцов, позволяющие несколько снизить рассеяние и поглощение, включают использование коллодиевых трубочек, целлофановых капсуль и клея. Такой образец состоит из большого числа маленьких кристал!-литов, и, если его вращать под пучком рентгеновских лучей, некоторые из этих кристаллов окажутся ориентированными по отношению к рентгеновскому лучу таким образом, что окажутся возможными отражения, которые для каждой серии атомных плоскостей будут лежать на поверхности одного конуса. Отражения фиксируются на пленке, помещенной в виде цилиндра вокруг образца, как показано на рис. 134. По данным измерений пленки легко вычислить угол, под которым отражается падающий луч, равный 2 8, где 6 — угол между падающим лучом и рядом атомных плоскостей, дающих отражение. Отражение получается при условии, что п X = 2afein б, где п — целое число, ^ — длина волны рентгеновских лучей, d — межплоскостное расстояние (расстояние между двумя ближайшими плоскостями, дающими отражение). В кубической решетке d связано с периодом решетки простым соотношением. В кристаллах низшей симметрии зависимость между периодом решетки и межплоскостными расстояниями более сложная. Ниже приводятся данные для некоторых решеток. Кубическая:

Другие методы приготовления образцов, позволяющие несколько снизить рассеяние и поглощение, включают использование коллодиевых трубочек, целлофановых капсуль и клея. Такой образец состоит из большого числа маленьких кристал!-литов, и, если его вращать под пучком рентгеновских лучей, некоторые из этих кристаллов окажутся ориентированными по отношению к рентгеновскому лучу таким образом, что окажутся возможными отражения, которые для каждой серии атомных плоскостей будут лежать на поверхности одного конуса. Отражения фиксируются на пленке, помещенной в виде цилиндра вокруг образца, как показано на рис. 134. По данным измерений пленки легко вычислить угол, под которым отражается падающий луч, равный 2 8, где 6 — угол между падающим лучом и рядом атомных плоскостей, дающих отражение. Отражение получается при условии, что п X = 2afein б, где п — целое число, ^ — длина волны рентгеновских лучей, d — межплоскостное расстояние (расстояние между двумя ближайшими плоскостями, дающими отражение). В кубической решетке d связано с периодом решетки простым соотношением. В кристаллах низшей симметрии зависимость между периодом решетки и межплоскостными расстояниями более сложная. Ниже приводятся данные для некоторых решеток. Кубическая:

Последняя из перечисленных особенностей МДК позволяет получать на соответствующем электронно-микроскопическом изображении муаровый узор. Такой узор возникает в результате интерференции прямо прошедшего пучка и пучка, дважды дифрагированного: а) на семействах параллельных плоскостей (hikilt) и и (hzkzlz) с близкими межплоскостными расстояниями dl и 42 в двух наложенных кристаллах (параллельный муаровый узор); б) на семействах плоскостей (hkt) двух наложенных одинаковых кристаллов, взаимно слегка развернутых (муаровый узор вращения). В обоих случаях на электронно-микроскопическом изображении возникает система регулярных полос с периодом D = did2/\di—d2\ для параллельного муарового узора или D — d/e для муарового узора вращения, где е — угол взаимного поворота решеток в радианах.

Связь периодов решетки с межплоскостными расстояниями d выражается в квадратичных формах существенно различных для разных сингонии. В кубической сингонии: d~2={ft2+ +?2+/2)/a2. (4) (2)

Как уже отмечалось выше, широкодоступные кристаллы имеют межплоскостное расстояние не более 0,4—0,5 нм и поэтому в силу условия Брэгга не могут применяться для спектроскопии МР-диа-пазона в области длин волн, больших 1 нм. Ввиду практической важности задач MP-спектроскопии уже в течение многих лет развиваются методы выращивания монокристаллов с межплоскостными расстояниями свыше 0,4—0,5 нм. Среди них прежде всего следует назвать соли фталевой кислоты (КАР, RAP, T1AP). Число таких кристаллов невелико, а практическое применение нашли единицы. В то же время в литературе имеются сообщения о том, что получены образцы рентгеновских кристаллов с межплоскостным расстоянием <~'5 нм.

Две группы веществ с такими свойствами, перспективные для поиска и получения длиннопериодичных кристаллических структур, составляют силикаты и органические соединения. Действительно, среди доступных кристаллов с межплоскостными расстояниями более 0,5 нм следует прежде всего назвать слюду и соли фталиевой кислоты (КАР, RbAP, T1AP). В настоящее время разработаны методы выращивания крупногабаритных монокристаллов ' с межплоскостными расстояниями до 1,0—1,5 нм. Испытаны образцы монокристаллов, у которых этот параметр достигает почти 5,0 нм.

мягкого рентгеновского излучения, включает свыше двух десятков наименований, большей частью органических соединений. Наряду с ними получили распространение многослойные молекулярные структуры из солей жирных кислот с межплоскостными расстояниями до 5 нм и более.

Для повышения разрешающей способности рентгеновской оптики в этой области спектра целесообразны поиск и синтез новых кристаллов с большими межплоскостными расстояниями, состав и структура которых отвечают требованиям, сформулированным в п. 8.3. Поиск должен включать расчет дифракционных параметров и разработку методов выращивания совершенных кристаллов больших размеров.

Деформация скольжения наиболее легко проходит по плоскостям с наибольшей плотностью атомов и наибольшими межплоскостными расстояниями. Соотношение кристаллография, осей с/а у бериллия равно 1,568, т.е. значительно меньше, чем у идеального кристалла (1,633). Сжатие по оси с уменьшает межплоскостное расстояние и плотность упаковки по базисным плоскостям, так что базисные плоскости не должны являться плоскостями скольжения. Внедренные атомы, в первую очередь атомы кислорода, концентрируются вблизи при-зматич. плоскости и затрудняют скольжение но этой плоскости. Поэтому с увеличе-

Обработка образцов велась излучением лазера на неодимовом стекле с энергией импульса 9 Дж и длительностью 4 мс. При этом каждый локальный участок поверхности облучался различным количеством импульсов — от одного до пятнадцати. В результате воздействия лазерного излучения в техническом железе образовались зоны, отличающиеся по своим свойствам от исходного а-железа. Средняя глубина проникновения молибдена в матрицу составляет 450—500 мкм. При рассмотрении микрошлифов образцов обнаруживается четкая, неразмытая граница между зоной воздействия лазерного излучения и основным металлом. Данные измерения микротвердости зоны по ее глубине и в поперечном сечении на расстоянии от поверхности 200 мкм свидетельствуют о ее повышении в обработанной области в 1,5 раза по сравнению с микротвердостью а-железа. Результаты дюрометрического исследования показывают, что микротвердость по всей зоне воздействия излучения почти одинаковая, некоторое повышение ее наблюдается у нижней границы зоны. Повышение микротвердости и ее однородное распределение по всей области позволяют предположить наличие твердого раствора молибдена в а-железе. Рентгеноструктурный анализ показал наличие в обработанной зоне двухфазной структуры, которая имеет ОЦК решетки с различными периодами. Одна из них относится к а-железу, а вторая соответствует твердому раствору молибдена в а-железе с увеличенным межплоскостным расстоянием по сравнению с этим расстоянием в матрице. Вследствие того, что при растворении молибдена увеличиваются размеры кристаллической решетки железа, при точном измерении периода решетки можно определить содержание легирующего элемента в твердом растворе. Причем известно, что 1 % по массе молибдена увеличивает период решетки на 0,002 А.

Между элементами кристаллической структуры графита — межплоскостным расстоянием d002 и диаметром ОКР — авторы работы [224] установили взаимосвязь, выраженную при La&> '•^ 110 !А соотношением

которое можно прочитать так: от данного семейства кристаллических плоскостей с межплоскостным расстоянием d при данном угле отражения в могут отразиться лишь лучи с некоторой определённой длиной волны или её обертоны (п =•= 1, 2, 3, 4 и т. д.). Отражение, получающееся при п = 1, называется отражением первого порядка, при и = 2 — второго порядка и т. д. Для получения отражения всех длин волн, содержащихся в пучке лучей, необходимо направить пучок рентгеновых лучей на поверхность кристалла в спектрографе под различными углами в, что осуществляется вращением кристалла К\, К% (фиг. 28), или применить сильно расходящий пучок лучей. В зависимости от этого различают спектрографы с вращающимся кристаллом и с неподвижным Кристаллом.

сом. Под базисом здесь понимают число атомов и их координаты в элементарной ячейке *. Между кристаллическими плоскостями (hkl), межплоскостным расстоянием d для данного семей-

своей формуле Брэгг мог лишь определить соотношение между длиной волны и межплоскостным расстоянием:

Для расчета параметра с выбираем дифракционную линию с межплоскостным расстоянием д?2о2= Ь6796 А. Индексы Миллера hkl — 202, тогда

Рентгеноструктурный анализ (см. рисунок) показал, что исследуемый ОК состоит из смеси коксов двух структур с межплоскостным расстоянием dooz = 0,334 нм, приближенным к графиту (0,333 нм) и прокаленному коксу (0,341 нм). Специфичность

Рис. 7.4. ПЭМ изображение ВР (вид сверху) пленки TiAl0 2B0 7N0 7, показывающая параллельный контраст от частицы размером 1x3 нм, соответствующий проекциям базисных плоскостей A-BN с межплоскостным расстоянием 0,33 нм на плоскость изображения [2]

6. Многократное рассеяние приводит к возникновению на МДК экстра-рефлексов, если луч, дифрагированный на одном семействе плоскостей, может вторично дифрагировать на другом семействе плоскостей (с иным межплоскостным расстоянием) или на плоскостях того же семейства, но несколько иначе ориентированных; экстра-рефлексы часто возникают на МДК от двойниковых и двухфазных структур, что усложняет анализ таких МДК, по-сколько создается ложное впечатление о периодичности, в действительности не существующей.

Помимо дифракционных решеток скользящего падения и многослойных интерференционных структур имеется еще два типа дисперсионных элементов, которые используются в спектроскопии элементов MP-диапазона. Речь идет о монокристаллах с межплоскостным расстоянием свыше 0,5 нм и «псевдокристаллах», или многослойных молекулярных структурах (ММС). Им посвящена восьмая глава.

Как уже отмечалось выше, широкодоступные кристаллы имеют межплоскостное расстояние не более 0,4—0,5 нм и поэтому в силу условия Брэгга не могут применяться для спектроскопии МР-диа-пазона в области длин волн, больших 1 нм. Ввиду практической важности задач MP-спектроскопии уже в течение многих лет развиваются методы выращивания монокристаллов с межплоскостными расстояниями свыше 0,4—0,5 нм. Среди них прежде всего следует назвать соли фталевой кислоты (КАР, RAP, T1AP). Число таких кристаллов невелико, а практическое применение нашли единицы. В то же время в литературе имеются сообщения о том, что получены образцы рентгеновских кристаллов с межплоскостным расстоянием <~'5 нм.