ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Радиальная функция распределения и методика ее экспериментального определения из "Термодинамика и структура жидких металлических сплавов " Применение методов структурного анализа к жидким и аморфным веществам связано с большими трудностями, так как размытые дифракщгонные картины затрудняют получение четких и однозначных выводов об их строении. Удовлетворительная интерпретация получающихся дифракционных картин была произведена сравнительно поздно, в начале 30-х годов. [c.51] Кристаллы дают дискретную дифракционную картину в результате взаимодействия излучения с пространственной решеткой. Для жидких и аморфных тел использовать образ решетки нельзя ввиду явного отсутствия дальнего порядка в расположении атомов. Расположение атомов в пространстве равномерно, и понятие дискретного распределения применить к жидкости невозможно. [c.51] Этим достигается получение информации о строении вещества из данных об угловом распределении рассеянного излучения. Получающаяся кривая р(г) для жидкости отвечает определению свойств радиальной функции распределения g(r), которая осциллирует около единицы, стремясь к ней при г - со. Такие результаты получены для многих жидких металлов. [c.54] Анализ Фурье кривой интенсивности рассеяния сравнительно недавно начал применяться к исследованию строения жидких сплавов — жидкости, состоящей из атомов двух сортов. В этом случае полная радиальная функция распределения состоит из набора функций р1,ь Ркг, рз.ь Р2.2, где первый индекс обозначает сорт центрального атома. Атомный фактор рассеяния уже нельзя просто вынести за знак интеграла, как это сделано в уравнении (2.7). Существует несколько способов избежать эту математическую трудность. [c.54] Согласно Вайнштейну, = где — атомный номер элемента к, а и д можно рассматривать как эмпирические коэффициенты. [c.55] А/ = (2 /2л) 3 для рентгенографии, к1= (2г/2л)° для электронографии. [c.55] Эти отношения выполняются достаточно точно. [c.55] Практически интеграл в формуле (2.22) можно заменить суммой для достаточно малых промежутков Лх. [c.57] Выделить из полученной кривой р(г) ее составляющие 91, очень трудно, лоскольку имеем четыре неизвестных при одном уравнении, связывающем их. Ввиду этого при толковании полученной кривой р(г) используют всевозможные гипотезы и косвенные данные о строении сплавов. [c.57] Например, кривая р(г) для сплавов свинец — олово (рис. 10) имеет только один максимум при г=3,25 А. Это возможно, когда радиусы атомов близки друг к другу. О характере структуры жидкого сплава в ближнем порядке можно судить следующим образом. [c.57] Координационное число 10 характерно для чистого цинка и для чистого олова в жидком состоянии. Поэтому такой расчет координационного числа можно рассматривать, хотя и не однозначно, как доказательство хаотического распределения атомов компонентов. [c.58] При прь = Ю, П8п°=8 величина 5 совпадает с опытным значением с точностью до 5%. Следовательно, гипотеза о неоднородности типа расслаивания в ближнем порядке приемлема. Если дополнительными рассуждениями можно показать неприемлемость гипотезы хаотического распределения, то это будет еще одним доказательством в пользу упорядочения типа расслаивания. [c.59] В твердом сплаве ЛиЗп координационное число равно 6, следовательно, предполагаемая структура упорядоченного расположения атомов разных сортов в жидкости близка к структуре твердого соединения. В этом соответствии расчетов координационных чисел можно видеть доказательство справедливости гипотезы о соседстве только атомов разных сортов в жидкости. Интуитивно предполагают, что природа химической связи существенно не изменяется при плавлении, а следовательно, сохраняет свое значение и в жидком состоянии. Отсюда возникает утверждение о сходстве ближнего порядка в жидком сплаве с ближним порядком в твердом состоянии. [c.60] Воспользуемся доказательством от противного и предположим, что существует упорядочение типа квазиэвтектики в жидком сплаве золото — олово. Используя формулу (2.31), получим площадь первого максимума, равную 11,6, в то время как экспериментальное значение ее равно 6,5. Такое несоответствие расчета по формуле (2.31) и эксперимента отклоняет гипотезу квазиэвтектики. [c.60] В заключение настоящего параграфа упомянем о методике экспериментального исследования рассеяния рентгеновских лучей на жидкости и более подробно остановимся на описании методики исследования рассеяния электронов. Последнее обусловлено тем, что методика электронографии жидкости не освещена подробно в монографиях, в то время как рентгенография жидкости уже была описана [2]. [c.62] При экспериментальном исследовании рассеяния лучей жидкостью необходимы условия монохроматичности первичного излучения, точного определения угла рассеяния, правильное определение интенсивности когерентного рассеяния в широком интервале углов, учет поляризации и поглощения лучей. [c.62] Для исследования жидких металлов и их сплавов наиболее перспективен метод исследования рассеяния нейтронов. В этом случае рассеивающая способность атомных ядер не зависит от угла рассеяния, что имеет большое значение для обнаружения дальних максимумов. Для нейтронографии не-обходи-м источник нейтронов, не всегда доступный исследователю. [c.62] Электронное излучение строго монохроматично при постоянном напряжении ускоряющего потенциала. Дифракционная картина может наблюдаться на флюоресцирующем экране. Интенсивность очень велика, и экспозиция фотопластинки составляет всего несколько секунд. Значительно меньшая, чем рентгеновская, длина волны позволяет расширить область рассеяния в единицах 5 до 20—30. Поправки на поляризацию и поглощение можно опустить. Однако многие жидкие металлы имеют большое значение давления пара, что ограничивает применение электронографа для исследования строения металлов. [c.62] Готовят тонкие пленки путем напыления металлов в вакууме на пластинку из каменной соли. После напыления пластинку соли опускают в смесь воды со спиртом, пленка отделяется, ее вылавливают на держатель, затем помещают в электронограф, нагревают до нужной температуры и производят съемку дифракционной картины. Полученные снимки фотометрируют. С помощью кривой почернения, снятой по снимкам дифракции от кристаллического хлористого аммония, определяют относительные интенсивности рассеяния при разных углах. Нормирование полученной кривой проводят способом, описанным на стр. 56. Для жидких и аморфных веществ очень трудно отделить искомое почернение когерентного рассеяния от почернения, создаваемого фоном. Можно предположить, что фон одинаков как для жидкости, так и для твердого тела. Тогда его приближенно определяют из дифракционной картины закристаллизованной пленки того же вещества. [c.63] Вернуться к основной статье