ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы изучения строения металлов из "Металловедение Издание 4 1966 " Существует много разнообразных способов, при помощи которых изучают кристаллическое строение металлов. Они могут быть разделены на два вида к первому относятся методы изучения внутреннего строения кристаллов, ко второму — методы изучения внешних форм кристаллов. [c.23] Внутреннее строение кристаллов, т. е. расположение атомов в кристаллической решетке, изучают посредством рентгеноструктурного анализа, использующего рентгеновские лучи. [c.23] Усовершенствование методики рентгеноструктурного анализа позволяет в настоящее время определить изменения в расположении атомов в зависимости от температуры, давления, состава, напряжений и т. д. [c.24] Размеры, форма и взаимное расположение кристаллов изучаются металлографическими методами. [c.24] Так как все металлы — вещества непрозрачные (для видимого света), то форму, кристаллов, а также их размер и взаимное расположение можно изучать на изломах или на шлифах. [c.24] При ударе разрушение обычно происходит по границам зерна. Рассматривая излом либо невооруженным глазом, либо при небольшом увеличении под лупой (увеличение до 5—10 раз), или в бинокулярный микроскоп (увеличение до 50—100 раз), можно судить о том, каково строение металла — крупнозернистое (рис. 15, о) или мелкозернистое (рис. 15, б). [c.25] Оценка структуры по излому является в основном качественной, но она очень проста, даёт много полезных сведений и поэтому применяется очень часто. [c.25] Для рассмотрения микрошлифов при исследовании микроструктуры металлов применяют специальные микроскопы, в, которых луч от источника света, отражаясь от шлифа, проходит через объектив и окуляр (системы линз, расположеиные около шлифа и глаза наблюдателя), давая соответствующее увеличение. [c.25] На рис. 17 показана структура металла нри увеличении в 100 раз, так называемая микроструктура. Иногда требуется рассмотреть более грубые детали структуры (конгломераты отдельных более или менее однородных зерен и т, д.) в этом случае, после глубокого травления шлиф рассматривается невооруженным глазом (или при помощи лупы). Выявленная таким образом структура называется макроструктурой (а шлиф — макрошлифом) (см. рис. 30, 32). [c.25] Из описанного выше ясно, что под макроструктурой мы понимаем грубые детали структуры, выявленные без увеличения, а под микроструктурой — более тонкие детали структуры, выявленные при помощи микроскопа. [c.25] Если между объективом и шлифом поместить среду с большим показателем преломления, чем воздух, например кедровое масло (ге = 1,5), то разрешающая способность увеличится в 1,5 раза и станет равной 0,4 мкм (4000 А). [c.26] В поле напряженностью 50 ООО в электронам сообщается скорость 124 ООО км сек,. что соответствует длине волны, равной сотым долям ангстрема. Разрешающая способность современного электронного микроскопа порядка 5—10 А, однако это только в том случае, если объект непосредственно исследуется под электронным микроскопом. При электронномикроскопическом исследовании структуры металлов такие малые величины не могут быть выявлены. Дело в том, что принцип формирования изображения на электронном микроскопе таков, что в направлении прохождения электронных лучей помещается исследуемый объект в виде тонкой пленки разной толщины. В тех местах, где пленка толще, больше рассеется электронных лучей и на флуоресцирующем экране будет темное пятно. Там, где она тоньше, электроны рассеются меньше, и изображение этой части шлифа будет светлее. [c.26] Обычно поступают следующим образом. После приготовления микрошлифа на поверхность наносят слой вещества (лак, кварц и рр.) очень малой толщины. Образуется слепок, с какой-то степенью воспроизводящей рельеф шлифа (рис. 18). Затем слепок снимают со шлифа и помещают в электронный микроскоп. В тех местах, где слепок толще (в местах резкой разницы в глубине травления), электроны рассеиваются сильнее и таким образом выявляется граница между отдельными структурными составляющими сплава и границами зерен. Вещество, которое наносят на поверхность, вследствие поверхностного натяжения и ряда других причин не вполне точно копирует форму рельефа, поэтому разрешающая способность электронного микроскопа при использованри, например, кварцевых слепков может быть оценена приблизительно в 100 А. [c.26] Обычно полезное увеличение электронного микроскопа составляет величину порядка 5000—20 ООО раз, т, е. электронный микроскоп дает полезное увеличение примерно в 10 раз большее, чем оптический. [c.27] В последнее время стали изучать под электронным микроскопом тонкие пленки исследуемого металла, в той или иной степени прозрачные для электронного луча. В этом случае разрешающая способность электронного микроскопа близка к величине межатомных расстояний. [c.27] Каким бы методом ни исследовали структуру металлов, следует всегда помнить, что изучается разрез какого-то объема. Круглые в разрезе кристаллы имеют, следовательно, в действительности шаровидную или цилиндрическую форму. Сетка вокруг кристалла, выявленная в плоскости, есть в действительности сечение оболочки. [c.27] Метод микроскопического анализа с применением оптического или электронного микроскопа, давая много данных о строении сплавов, не может обычно ответить на вопрос, равномерно ли распределяются атомы веществ, входящих в состав сплава. Так, например, сплав, структура которого показана на рис. 19, а, представляется со-вершенпо однородным. [c.27] В последнее время для изучения строения металлических сплавов начали применять метод радиографии. При выплавке в металл вводится известное количество радиоактивного изотопа того элемента, распределение которого в металле изучают. На макро- или микрошлиф из приготовленного таким способом металла накладывается фотопленка. В местах расположения изучаемого элемента, к которому примешан теперь его радиоактивный изотоп, фотопленка окажется засвечепной радиоактивным излучением. Фотографируя под микроскопом проявленную пленку, можно получить микрорадиографию с увеличением до 150 раз. [c.27] На рис. 19, б приведена микрорадиограмма того же металла, что и иа рис. 19, а. Из снимка видно, что углерод (при выплавке был введен радиоактивный углерод) распределился неравномерно, преимущественно по границам зерна. [c.27] Химическим анализом можно определить не только средний состав сплава, но и состав отдельных фаз. Для этого применяют так называемый фазовый химический анализ (в том числе карбидный анализ). Исследуемый многофазный объект подвергается электролизу, при котором интересующая исследователя фаза не растворяется (остальные растворяются). Выделенная таким способом фаза изучается различными способами. [c.27] Вернуться к основной статье