Читать онлайн «Дифракционные методы анализа: Учебное пособие»

Министерство образования Российской Федерации ГОУ ВПО “Уральский государственный технический университет−УПИ” В. М. ФАРБЕР, А. А. АРХАНГЕЛЬСКАЯ ДИФРАКЦИОННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА Учебное пособие Научный редактор – проф. д-р техн. наук А. А. Попов Екатеринбург 2004  3 ПРЕДИСЛОВИЕ В основе описания структуры и свойств металлов и сплавов лежат представления об их кристаллическом строении. Это вызвало необходимость привести в первой части пособия основные уравнения и понятия геометрической кристаллографии: симметрии, прямой и обратной решёток, кристаллографических проекций. Здесь выделены только те узловые вопросы, использование которых необходимо для расчета картин электронной дифракции, анализа деталей структуры на электронно-микроскопическом изображении и в рентгеноструктурном анализе. Наиболее полные экспериментальные исследования структуры металлов и сплавов на атомном уровне (дефектов кристаллического строения), их фазового и химического составов проводятся дифракционными методами: рентгенографии и аналитической электронной микроскопии, включающей в себя просвечивающую электронную микроскопию, растровую электронную микроскопию и рентгеновский микроанализ. Для иллюстрации применения этих методов во второй части пособия рассматриваются вопросы использования кристаллографических проекций кристаллов средних сингоний, анализа дефектов упаковки и образующих их частичных дислокаций, определения типов карбидов железа по габитусной плоскости выделений, отыскиваемой с помощью анализа следов её пересечения с поверхностью фольги. Идентификация фаз в сплавах будет неполной, если данные по их кристаллическому строению не будут дополнены результатами их химического состава, которые получают с помощью рентгеновского микроанализа. К тому же современный электронный микроскоп включает в себя, по сути, три прибора: просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), растровый электронный микроскоп (РЭМ) и рентгеновский микроанализатор (МАР). Эти моменты предопределили описание (в третьей части пособия) принципа работы, конструкции и использование в металловедении РЭМ и МАР.  4 Авторы надеются, что данное пособие будет полезным не только студентам, изучающим соответствующие курсы, но также инженерно- техническим работникам, которые используют в своей деятельности различные дифракционные методы исследования строения и состава сплавов.  5 ЧАСТЬ I 1. ЭЛЕМЕНТЫ СИММЕТРИИ. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА Кристаллы характеризуются закономерным упорядоченным расположением частиц в пространстве, что соответствует минимуму внутренней энергии в условиях существования твердого тела.