СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие редактора.............................. 10
От автора................................... 12
РАЗДЕЛ I
ОБЩИЕ МЕТОДЫ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА
Глава 1. Взаимодействие рентгеновских лучей с веществом и рентгеновские спектры 15
1-1. Характеристическое рентгеновское излучение............... 15
1-1а. Длины волн K-серии рентгеновского излучения (15).
1-1б. Длины волн L-серии рентгеновского излучения (18,19).
1-1в. Относительные интенсивности линий K-серии характеристического спектра (22).
1-1г. Ширина линий характеристического спектра (22).
1-1д. Индексы асимметрии линий характеристического спектра (23).
1-2. Перевод kX-единиц в абсолютные ангстремы .............. 23
1-3. Соотношения между единицами коэффициентов поглощения........ 24
1-4. Рассеяние рентгеновских лучей...................... 24
1-4а. Рассеяние рентгеновских лучей различных энергий электронными оболочками и ядрами атомов (24).
1-4б. Рассеяние рентгеновских лучей в газах (25).
1-4в. Массовые коэффициенты рассеяния рентгеновских лучей (25).
1-4г. Массовые коэффициенты рассеяния σs/ρ (26).
1-4д. Коэффициенты рассеяния σэл (27).
1-4е. Сечения некогерентного рассеяния рентгеновских лучей (27).
1-5. Поглощение рентгеновских лучей.................... 28
1-5а. Скачок поглощения для некоторых элементов (28).
1-5б. Вычисление коэффициентов поглощения (28).
1-5в. Номограмма для определения коэффициентов поглощения (30).
1-6. Суммарное ослабление рентгеновских лучей............... 31
1-6а. Атомные коэффициенты ослабления для элементов (31).
1-6б. Массовые коэффициенты ослабления μ/ρ для элементов (33).
1-6в. Массовые коэффициенты ослабления μ/ρ для больших длин волн (36).
1-6г. Массовые коэффициенты ослабления μ/ρ для малых длин волн (36).
1-6д. Массовые коэффициенты ослабления μ/ρ для некоторых соединений (37).
1-6е. Толщина слоя половинного ослабления рентгеновских лучей для некоторых элементов (37).
1-6ж. Толщина слоя половинного ослабления при различных углах падения лучей на образец (38).
1-7. Ионизирующее действие рентгеновских лучей.............. 40
1-8. Преломление рентгеновских лучей.................... 41
1-8а. Единичные декременты показателя преломления (41).
1-8б. Углы полного внутреннего отражения (42).
Глава 2. Получение и измерение рентгенограмм ................. 43
2-1. Оборудование рентгеновских лабораторий................ 43
1. Рентгеновские установки (43).
2. Рентгеновские трубки и кенотроны (59).
3. Рентгеновские камеры (62). 4. Микрофотометры (63).
2-2. Получение сфокусированных линий ................... 66
2-3. Методы исследования превращений и состояния кристаллической решетки
при высоких и низких температурах.................. 69
2-4. Фотографический метод регистрации.................. 71
2-4а. Режимы съемки рентгенограмм некоторых материалов (71).
2-4б. Номограмма для установки рентгеновских камер обратной съемки (72).
2-4в. Номограмма для установки рентгеновских камер экспрессной съемки (72).
2-5. Ионизационный метод регистрации................... 73
2-5а. Свойства счетчиков излучения (73).
2-5б. Поглощение рентгеновских лучей в счетчиках Гейгера—Мюллера (76).
2-5в. Эффективность различных типов счетчиков излучения (76).
2-6. Селективно-поглощающие фильтры................... 77
2-7. Характеристики кристаллов-монохроматоров............... 77
2-7а. Характеристики отражений и свойства кристаллов-монохроматоров (77).
2-7б. Отражательная способность кристаллов-монохроматоров (79).
2-7в. Оптимальная толщина кристаллов-монохроматоров при съемке на прохождение (79).
2-7г. Свойства плоских кристаллов-монохроматоров (79).
2-7д. Углы отражения для изогнутых кристаллов-монохроматоров (80).
2-8. Параметры съемки с изогнутым кварцевым монохроматором....... 80
2-9. Измерение положения дифракционных линий на рентгенограммах .... 86
2-9а. Определение угла скольжения при съемке на плоскую пленку (86).
2-9б. Поправка на нестандартность диаметра рентгеновской камеры (87). 2-9в. Поправка на толщину образца (91).
2-9г. Поправка на эксцентриситет образца в рентгеновской камере (92).
2-10. Измерение интенсивности....................... 93
2-10а. Число импульсов, нужное для получения заданной вероятной ошибки на ионизационной установке(93).
2-10б. Поправка на статистическую ошибку счета (93).
2-10в. Поправка на размер частиц для неподвижного образца (94).
2-10г. Поправка на размер частиц при вращении образца (95).
2-10д. Поправка на просчет счетчика (96).
2-11. Междублетные расстояния....................... 97
2-12. Некоторые данные для расчета лауэграмм............... 98
2-12а. Сетка для расчета лауэграмм, снятых методом обратной съемки (98).
2-12б. Сетка для расчета лауэграмм, снятых на прохождение (100).
2-12в. Вспомогательная таблица для построения проекции кристалла по лауэграмме (102).
2-13. Определение ориентировки крупных кристаллов в поликристаллических образцах ............................... 103
Глава 3. Индицирование рентгенограмм .................... 107
3-1. Вспомогательные таблицы........................ 107
3-la. Некоторые сложные тригонометрические функции (107).
3-1б. Значения l/d2 (158). 3-1в. Значения(196).
3-1г. Значения nλ и (197).
3-2. Символы пространственных групп .................... 204
3-3. Таблицы погасаний для определения рентгеновских групп........ 211
Кубическая система
3-4. Схемы рентгенограмм........................ 223
3-5. Квадратичные формы ......................... 223
3-6. Графики для индицирования рентгенограмм.............. 240
3-7. График для определения принадлежности материала к кубической системе 250
3-8. Предельные значения суммы квадратов индексов для различных объемов
ячейки при съемке на разных излучениях............... 251
Тетрагональная система
3-9. Схемы рентгенограмм......................... 251
3-10. Квадратичные формы........................ 253
3-11. Значения .......................... 255
3-12. Аналитический метод индицирования рентгенограмм........... 256
3-13. Графики для индицирования рентгенограмм............... 258
Гексагональная система
3-14. Схемы рентгенограмм......................... 267
3-15. Квадратичные формы......................... 270
3-16. Аналитический метод индицирования для гексагональной и ромбоэдрической систем.........................274
3-17. Графики для индицирования рентгенограмм.............. 274
3-18. Соотношения между индексами при индицировании в гексагональной,
ромбоэдрической и ортогексагональной системах............ 284
Ромбоэдрическая система
3-19. Квадратичные формы......................... 289
3-20. Значения ..................... 290
3-21. Соотношение между углом α и с/а в ромбоэдрической системе...... 292
3-22. Зависимость суммы квадратов индексов от угла α при постоянном объеме ячейки....... 294
3-23. Графики для индицирования рентгенограмм............. 294
Ромбическая система
3-24. Аналитический метод индицирования рентгенограмм......... 300
3-25. Графики для индицирования рентгенограмм.............. 303
Низшие сингонии
3-26. Графический метод индицирования рентгенограмм........... 312
3-27. Применение теории гомологии для индицирования рентгенограмм кристаллов средних и низших сингоний................... 314
Глава 4. Интенсивность линий на рентгенограммах............... 328
4-1. Некоторые формулы интенсивности линий................ 328
4-2. Значения ............................ 329
Угловые множители интенсивности
4-3. Произведение поляризационного множителя, множителя Лоренца и геометрического множителя интенсивности для съемки без монохроматора ... 330
4-3а. Для съемки по Дебаю в цилиндрической камере (330).
4-3б. Для съемки на плоскую пленку (331).
4-3в. Для отражения от монокристалла (333).
4-4. Произведение множителя Лоренца, поляризационного множителя и геометрического множителя для симметричной съемки с монохрома тором .... 335
4-5. Некоторые тригонометрические функции................ 340
Атомный множитель интенсивности
4-6 Вспомогательная таблица для вычисления атомных множителей..... 341
4-7. Атомные множители рассеяния для атомов и ионов........... 341
4-8. Поправка на аномальную дисперсию ............... 353
4-8а. Значения Δf'K (353).
4-8б. Значения Δf''K (354).
4-8в. Значения δK для некоторых элементов (354).
Структурный множитель
4-9. Вспомогательная таблица для вычисления структурных множителей ... 355
4-10. Номограмма для расчета структурных амплитуд............. 360
4-11. Расположение атомов в некоторых типах кристаллических структур... 361
4-12. Структурные амплитуды для некоторых пространственных групп кубической системы.......................379
4-13. Структурные амплитуды для некоторых типов структур кубической системы 383
4-14. Структурные амплитуды для некоторых пространственных групп тетрагональной системы................384
4-15. Структурные амплитуды для некоторых пространственных групп гексагональной системы.................385
4-16. Структурные амплитуды для некоторых типов структур гексагональной системы.................................387
4-17. Температурный множитель интенсивности............... 388
4-17а. Функция Дебая (388).
4-17б. Значения температурного множителя при различных значениях В и θ (389).
4-17в. Функции е-x и lge-x (390). 4-17г. Значения постоянного коэффициента В' в выражении для температурного множителя (392).
4-18. Множители повторяемости для различных кристаллических систем ... 392
Абсорбционный множитель
4-19. Абсорбционный множитель для цилиндрических образцов........ 393
4-19а. Абсолютные значения для однородных образцов (393).
4-19б. Относительные значения для однородных образцов (394). 4-19в. Абсолютные значения для образцов из порошка, наклеенного на нить (395).
4-20. Абсорбционный множитель для плоских образцов........... 398
4-21. Абсорбционный множитель для сферических образцов......... 407
4-21а. Абсолютные значения (407). 4-21б. Относительные значения (409).
4-22. Абсорбционный множитель для дисперсных порошков, смешанных со связкой........... 409
РАЗДЕЛ II
НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА
Глава 5. Фазовый анализ........................... 413
5-1. Методы фазового анализа........................ 413
5-1а. Качественный фазовый анализ (413).
5-1б. Методы количественного фазового анализа с измерением интенсивности (414).
5-2. Кристаллическая структура элементов и соединений........... 417
5-3. Межплоскостные расстояния и интенсивности линий на рентгенограммах
элементов и соединений......................... 437
5-4. Таблицы для фазового анализа изоморфных соединений......... 564
5-4а. Кристаллы кубической системы (564).
5-4б. Кристаллы тетрагональной системы (573).
5-4в. Кристаллы гексагональной системы (593)
5-5. Метод гомологических пар....................... 635
5-5а. Гомологические пары для определения количества аустенита в сталях (635).
5-5б. Гомологические пары для количественного фазового анализа двухфазных латуней (636).
5-5в. Гомологические пары для анализа окисления стали (636).
5-6. Метод наложения.......................... 636
5-7. Пересчет весовых процентов в атомные................ 637
Глава 6. Прецизионное определение периодов кристаллической решетки ... 642
6-1. Особенности прецизионных методов измерения периодов кристаллической решетки...........642
6-1а. Применение метода асимметричной съемки (643).
6-1б. Съемка на больших расстояниях в расходящемся пучке лучей (646).
6-1в. Метод съемки с эталоном (646).
6-1г. Методы графической экстраполяции (646).
6-1д. Комбинированный метод графической экстраполяции и расчета (650).
6-1е. Аналитический метод наименьших квадратов (651).
6-1ж. Безэталонный метод (655).
6-1з. Особенности прецизионных определений периодов решетки при применении ионизационного метода (657).
6-2. Выбор метода прецизионного определения периодов............ 660
6-2а. Методы измерения (660).
6-2б. Выбор метода (661).
6-3. Выбор излучения для кристаллов кубической системы.......... 661
6-4. Выбор излучения для кристаллов тетрагональной системы........ 665
6-5. Выбор излучения для кристаллов гексагональной и ромбоэдрической систем .................................. 667
6-6. Выбор условий съемки некоторых материалов............... 670
6-7. Таблицы для определения периодов решетки материалов с кубической структурой .........................670
6-7а. Съемка на медном излучении .(670).
6-7б. Съемка на никелевом излучении (676).
6-7в. Съемка на кобальтовом излучении (678).
6-7г. Съемка на железном излучении (681).
6-7д. Съемка на хромовом излучении (682).
6-8. Экстраполяционные функции ..................... 684 .
6-8а. Экстраполяционная функция cos2θ (684). 6-8б. Экстраполяционная
функция (685).
6-8в. Экстраполяционная функция θtgθ (687).
6-9. Периоды решетки некоторых стандартных веществ............ 687
6.-10. Углы скольжения для некоторых стандартных веществ......... 688
6-10а. NaCl (688).
6-10б. Ag (689).
6-10в. Au (689).
6-10г. Поликристаллический кварц (690).
6-10д. Монокристалл кварца (690).
6-10е. Некоторые линии Аl, Cr, Au, Ag и W (690).
6-11. Делители для приведения sin2θ к одной длине волны.......... 690
6-12. Поправка на преломление ...................... 692
6-13. Коэффициенты линейного расширения для некоторых металлов, сплавов и материалов........................694
Глава 7. Определение напряжений 1 рода................... 696
7-1. Некоторые формулы для определения напряжений............ 696
7-2. Вспомогательная таблица для определения напряжений в железе, меди, алюминии и их сплавах.........697
7-3. Напряжения, приводящие к сдвигу линии 0,1 мм, для различных материалов и условий съемки............711
7-4. Значения вспомогательной функции для расчета напряжений I рода в железе при съемке на кобальтовом излучении............... 711
7-5. Значения постоянных в соотношениях для определения напряжений... 712
7-6. Поправка на соотношение между σx и σy................ 713
7-7. Поправка на колебание пленки..................... 713
7-8. Номограмма для определения напряжений................ 713
Глава 8. Определение размеров кристаллитов и блоков, микронапряжений и искажений кристаллической решетки ..................... 715
8-1. Определение размеров кристаллитов................. 715
8-1а. Определение размеров кристаллитов по величине и числу пятен на рентгенограмме (715).
8-1б. Вспомогательная таблица для определения размеров блоков по интенсивности линий (716).
8-2. Измерение размеров кристаллитов и блоков по интенсивности линий ... 717
8-3. Рентгеновское определение плотности дислокаций........... 723
8-4. Геометрическое расширение линий на рентгенограмме.......... 725
8-5. Поправка на немонохроматичность излучения.............. 725
8-6. Физическое расширение линий..................... 726
8-7. Разделение влияния размеров блоков и микронапряжений на расширение линий 728
8-8. Фактор анизотропии микронапряжений................. 733
8-9. Постоянная формы блоков ...................... 733
8-10. Метод нахождения истинной ширины и формы линии с помощью рядов Фурье 734
8-10а. Значения Acos2πtx (740).
8-10б. Значения Asin2πtx (752).
8-10в. Таблица для определения положений максимумов (764).
8-11. Определение величины динамических искажений кристаллической решетки
и характеристической температуры.................. 766
8-12. Определение искажений III рода (статических)............. 768
Глава 9. Определение преимущественных ориентировок (текстур)........ 774
9-1, Сетка Вульфа.............................. 775
9-2. Полярная сетка............................. 775
9-3. Стандартные проекции кристаллов.................... 777
9-4. Углы между атомными плоскостями................... 777
9-4а. Кубическая система (777).
9-4б. Тетрагональная система (781).
9-4в. Гексагональная система (781).
9-5. Сетки для построения полюсных фигур при съемке на плоскую пленку .. 782
9-6. Сетка для построения полюсных фигур при съемке в аксиальной камере 786
9-7. Поправки на поглощение при съемке с ионизационной регистрацией .... 787
Глава 10. Исследование диффузного рассеяния рентгеновских лучей и рассеяния
под малыми углами...................792
10-1. Некоторые формулы интенсивности диффузного рассеяния........ 792
10-2. Значения s(θ) для разных излучений.................. 795
10-3. Поляризационный множитель для диффузного рассеяния........ 798
10-4. Угловые множители интенсивности................... 801
10-5. Интенсивность некогерентного рассеяния................ 804
10-6. Релятивистская поправка для некогерентного рассеяния......... 806
10-7. Значения q для частиц различной формы................ 807
10-8. Функции рассеяния для систем однородных частиц........... 808
10-8а. Однородные сферические частицы (общие значения функции) (808).
10-8б. Однородные сферические частицы (максимумы и минимумы) (809).
10-8в. Эллипсоиды вращения (809).
10-8г. Частицы в форме цилиндров (811).
10-8д. Частицы в форме цилиндров малого диаметра (811).
10-8е. Частицы в форме эллиптических цилиндров (812).
10-8ж. Частицы в форме дисков (812).
10-8з. Частицы в форме прямоугольных призм (813).
10-9. График для определения радиуса вращения частиц.......... 813
10-10. Рассеяние неоднородными системами частиц.............. 814
10-10а. Система сферических частиц (814).
10-10б. Система сферических частиц, разделенных промежутками (815).
10-10в. Система сферических частиц различного радиуса (815).
10-10г. Система частиц с линейной структурой (817).
10-10д. Наличие ближнего порядка в расположении частиц (817).
10-11. Кривые рассеяния для различных распределений частиц по размерам.. 818
10-12. Эффект коллиматора......................... 821
10-12а. Влияние коллиматора на значение функции рассеяния (822).
10-12б. Влияние коллиматора на экстремумы функции рассеяния (822).
10-12в. Выбор коллиматора (824).
Глава 11. Электронографический анализ..................... 825
11-1. Некоторые формулы электронографии................. 825
11-2. Зависимость длины волны электронов от приложенного напряжения ... 827
11-3. Поправка Δ при прецизионных измерениях межплоскостных расстояний по электронограммам.........828
11-4. Универсальная функция атомного рассеяния для электронов....... 828
11-5. Атомные множители рассеяния для электронов............. 828
11-5а. Рассеяние на легких атомах (828).
11-5б. Рассеяние на средних и тяжелых атомах (829).
11-5в. Рассеяние на ионах (833).
11-6. Симметрия точечных электронограмм.................. 833
Глава 12. Нейтронографический анализ.................... 835
12-1. Некоторые формулы нейтронографии.................. 835
12-2. Характеристики нейтронов различных энергий............. 843
12-3. Свойства рентгеновских лучей и нейтронов............... 844
12-4. Рассеяние нейтронов на изотопах элементов............... 845
12-5. Поглощение нейтронов......................... 847
12-6. Ядерные и магнитные амплитуды рассеяния нейтронов......... 849
12-7. Формфакторы магнитного рассеяния для атомов и ионов........ 849
12-8. Эффективные сечения рассеяния нейтронов для металлов и сплавов ... 850
Литература................................ 851
Предметный указатель......................... 860