Химия твердого тела. Теория и приложения: В 2-х ч. Ч. 1 - Вест А.
ISBN 5-03-000056-9
Скачать (прямая ссылка):
Сравниваемая характеристика
метода Дифрактометр Фокусирующая камера
Время съемки
Точность определения угла 28
Точность определения интенсивности Определение формы линии
30 мин (обычно) Хорошая — очень хорошая Очень хорошая
Очень простая операция
Сравнение порошкограмм разных образцов Разрешение близко расположенных линий
Количество образца для съем- 0,05—2 г ки
Удобство порошкограмм для хранения и отыскания нужной рентгенограммы
Затруднено (проводить неудобно) Хорошее
Неудобны для хранения, но для отыскания можно использовать ЭВМ
Примерная стоимость оборудования (без стоимости генератора)
15 000 ф. ст.
10 мин — 1 ч Хорошая — очень хорошая Плохая — средняя
Вызывает значительные затруднения —• средние затруднения
Очень простая операция Отличное
~ 1 мг
Легко создать картотеку порошкограмм, причем пользование такой картотекой не вызывает затруднений
5000 ф. ст.
аДля сравнения были выбраны приборы фирмы Philips: дифрактометр 1020 и фокусирующая камера Хегга.
•¦5.6. Современные методы съемки порошкограмм
217
кой желательно просеять порошок через сито). Один или два крупных кристаллита (диаметром ~ 1 мм) в общей массе порошка могут внести полный беспорядок в распределение интенсивности на порошкограммах.
Интенсивность рефлексов наиболее удобно определять по ди-¦фрактограммам, так как высоту пика или площадь под ним легко промерить на диаграммной бумаге. Особенно точно это можно сделать при съемке на медленной скорости сканирования •счетчика. Получить точные сведения об интенсивности рефлексов фотометодом весьма сложно, даже если для этого использовать микроденситометр.
•5.6.3.3. Форма (профиль) линии. Для некоторых специальных видов исследований необходимо иметь информацию о форме рентгеновских линий. Линии обычно имеют некоторую конечную ширину, однако при определенных условиях может происходить уширение линий. (Подробно причины уширения линий обсуждаются позже.) К уширению линий приводят, в частности, напряжения в исследуемом образце, возникающие, например, при наклепе (разд. 5.6.6), или присутствие в порошке слишком мелких частиц диаметром менее ~2000 А (разд. 5.6.5). Обычно для изучения профиля линий используют дифрактометрию.
Из табл. 5.9 можно получить представление о достоинствах и недостатках дифрактометров и фокусирующих камер.
5.6.4. Высокотемпературная рентгенография порошков
Для съемки рентгенограмм при высоких температурах имеется несколько выпускаемых промышленностью рентгеновских аппаратов. Некоторые дифрактометры укомплектованы небольшой яечью для нагревания образца. Съемка порошкограмм производится аналогично съемке при комнатной температуре. При работе в области очень высоких температур (— 2000°С) используются жаростойкие конструкционные материалы, например вольфрам и иридий.
Для высокотемпературных исследований применяется и фотометод. Так, для съемки порошкограмм до температур ~1200°С используют камеру Гинье — Леииа. Платиновая сетка с нанесенным на нее тонко размельченным порошком подвешивается в горячей зоне небольшой печи. Сходящийся монохроматический рентгеновский пучок получают с помощью моиокри-сталлического кварца. Дифракционная картина регистрируется на фотопленке, расположенной в фокусе кристалла-монохрома-тора. Печь с образцом нагревается и охлаждается в программном режиме с постоянной скоростью. Съемка рентгенограммы производится непрерывно. Фотопленка прямоугольной формы из
218
5< Дифракция рентгеновских лучей
гибается таким образом, чтобы ее можно было поместить на фокусирующую окружность (цилиндр) камеры. Пленка может перемещаться в камере с постоянной скоростью вверх или вниз.. При таком перемещении в каждый момент времени дифракционная картина регистрируется на новой узкой полоске пленки шириной 5 мм. На рис. 5.43 приведена схема рефлексов на порош-кограмме, полученной фотометодом при изучении полиморфных, фазовых переходов в Ы22п$Ю4. Как всегда, горизонтальная; ось —ось межплоскостных расстояний (или углов 20), а верти,-
2 3 4 5 10
Межплоскостное расстояние й, А
Рис. 5.43. Схема порошкограммы Ь^пБЮ^ снятой фотометодом в высокотем^-пературной камере Гинье.
кальная ось — ось температур. Одно из достоинств такой камеры состоит в возможности непрерывной съемки рентгенограмм. Это позволяет непосредственно при нагревании образца следить за фазовым превращением в нем. Часто это оказывается более удобным, чем сравнивать фотопленки образцов, снятые до начала и после окончания фазового перехода.
Рассмотрим кратко изменения на порошкограмме (рис. 5.43), происходящие при повышении температуры. На ней отчетливо видны последовательные превращения в \А<&[\%\0\ типа
650°С _ 900°С
$1->-Рц->уц. При 650 °С на порошкограмме исчезает часть
линий, принадлежащих .РгГл^пБЮ^ что доказывает возникновение Рн-Гл^пБЮ^ Это превращение относится к фазовым переходам типа «порядок — беспорядок». В данном случае при низких температурах, по-видимому, происходит ориентационное упорядочение тетраэдров М04. Низкотемпературную модификацию р-Ы22п5Ю4 (|Ь) можно рассматривать как сверхструктуру по
