Раби метод




НазваниеРаби метод
страница14/19
Дата конвертации30.11.2012
Размер2.27 Mb.
ТипДокументы
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19
РЕНТГЕНОВСКАЯ ТОПОГРАФИЯ, совокупность рентг. дифракц. методов изучения разл. дефектов строения в почти совершенных кристаллах. К таким дефектам относятся: блоки и границы структурных элементов, дефекты упаковки, дислокации, скоп­ления атомов примесей. Осуществляя дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах разл. методами «на про­свет» и «на отражение» в спец. рент­геновских камерах, регистрируют диф­ракц. изображение кристалла — т о п о г р а м м у, расшифровывая к-рую получают информацию о дефектах в кристаллах.

Физ. основу методов Р. т. составляет дифракц. контраст в изображении разл. областей кристалла в пределах о д н о г о д и ф р а к ц и о н н о г о п я т н а. Этот контраст формируется вследствие различий интенсивностей или направлений лучей от разных то­чек кристалла в соответствии с совер­шенством или ориентацией крист. ре­шётки в этих точках. Эффект, вызывае­мый изменением хода лучей, позво­ляет оценивать размеры и дезориен­тации элементов субструктуры в кри­сталлах (фрагментов, блоков), а раз­личие в интенсивностях пучков ис­пользуется для выявления дефектов упаковки, дислокаций, сегрегации примесей и напряжений. Р. т. отли­чается от др. рентг. структурных мето­дов (см. Рентгеновский структурный анализ, Рентгенография материалов) высокой разрешающей способностью и чувствительностью, а также возмож­ностью исследования объёмного рас­положения дефектов в сравнительно крупных (до десятков см), почти со­вершенных кристаллах.

Линейное разрешение мн. методов Р. т. составляет от 20 до 1 мкм, угл. разрешение — от 1' до 0,01". Чув­ствительность определяется контрас­том в интенсивностях дифрагиров. лучей от «удачно» и «неудачно» ори­ентированных областей и от «совершен­ных» и «искажённых» областей кри­сталла.

Методы Р. т. различаются по об­ласти используемых углов дифракции, по хар-ру выявляемых дефектов, степени несовершенства и дефектности кристаллов, чувствительности и разрешающей способности. Преобра­зование рентг. изображений в види­мые с последующей их передачей на телевиз. экран позволяет осуществ­лять контроль дефектности кристал­лов в процессе разл. воздействий на них при технологич. обработке или при исследовании их св-в.

В. Г. Лютцау.

РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА, элект­ровакуумный прибор, служащий источ­ником рентгеновского излучения, к-рое возникает при вз-ствии испускаемых катодом эл-нов с в-вом анода (антика­тода). В Р. т. энергия эл-нов, ускорен­ных электрич. полем, частично пере­ходит в энергию рентг. излучения. Спектр излучения Р. т. представляет собой спектр тормозного рентг. спект­ра, а при достаточных энергиях эл-нов на него накладывается характеристич. спектр в-ва анода.

Р. т. применяют в рентгеновском структурном анализе, спектральном анализе рентгеновском, дефектоско­пии, рентгенотерапии и рентгенодиаг­ностике, рентгеновской микроскопии, микрорентгенографии и рентг. лито­графии. В зависимости от области применения Р. т. могут различаться по типу конструкции, способу полу­чения и фокусировки пучка эл-нов, вакуумированию, охлаждению анода, размерам и форме фокуса (области



Схема рентгеновской трубки для структур­ного анализа: 7 — металлич. анодный ста­кан (обычно заземляется); 2 — окна из бе­риллия для выхода рентг. излучения; 3 — термоэмиссионный (подогревный) катод; 4 — стеклянная колба; 5 — выводы катода, к к-рым подводится напряжение накала, а также высокое (относительно анода) напря­жение; 6 — электростатич. система фокуси­ровки эл-нов; 7 — анод; 8 — патрубки для охлаждающей системы.


излучения на поверхности анода) и др. Наиб. широко применяются т. н. отпаянные Р. т. с термоэмиссионным катодом, водяным охлаждением анода, электростатич. фокусировкой эл-нов (рис.). Термоэмиссионный катод Р. т. обычно представляет собой спираль или прямую нить из вольфрамовой проволоки, накаливаемую электрич. током. Рабочий участок анода — ме­таллич. зерк. поверхность — распо­ложен перпендикулярно или под нек-рым углом к потоку эл-нов. Для полу­чения сплошного тормозного спектра рентг. излучения высоких энергий и интенсивностей применяются аноды из Аи, W; в структурном анализе используются Р. т. с анодами из Ti, Cr, Fe, Co, Ni. Cu, Mo, Ag. Осн. хар-

637


ки Р. т.— предельно допустимое ус­коряющее напряжение (1—500 кВ), электронный ток (0,01 мА — 1 А), уд. мощность, рассеиваемая анодом (10—104 Вт/мм2), общая потребляемая мощность (0,002 Вт — 60 кВт). Кпд Р. т. составляет 0,1—3%.

• Тейлор А., Рентгеновская метал­лография, пер. с англ., М., 1965; У м а н с к и й Я. С., Рентгенография металлов и полупроводников, М., 1969; Шмелев В К., Рентгеновские аппараты, 4 изд., М., 1973.

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ, см. Рент­геновское излучение.

РЕНТГЕНОВСКИЕ СПЕКТРЫ, спект­ры испускания и поглощения рентг. излучения, т. е. эл.-магн. излучения в области длин волн от 10-4 до 103 Å. Для исследования Р. с. применяют спектрометры с диспергирующим эле­ментом (кристаллом-анализатором или дифракц. решёткой) либо бездифракц. аппаратуру, состоящую из детектора (сцинтилляционного, газового пропор­ционального или полупроводникового счётчика) и амплитудного анализа­тора импульсов (см. Спектральная аппаратура рентгеновская).

Спектр излучения рентгеновской трубки представляет собой наложение т о р м о з н о г о и х а р а к т е р и с т и ч е с к о г о Р. с. Тормозной Р. с. возникает при торможении за­ряж. ч-ц, бомбардирующих мишень (см. Тормозное излучение). Интенсивность тормозного спектра быстро растёт с уменьшением массы бомбардирующих ч-ц и достигает значит. величины при возбуждении эл-нами. Тормозной Р. с.— сплошной, он непрерывно распределён по всем дл. волн  вплоть до KB границы 0= hc/eV (здесь е -заряд бомбардирующей ч-цы, V - пройденная ею разность потенциалов).



Рис. 1. Распреде­ление интенсивно­сти I тормозного излучения W по длинам волн  при разл. напря­жениях V на рентг. трубке.


С возрастанием энергии ч-ц интенсив­ность тормозного Р. с. I растёт, а 0 смещается в сторону коротких волн (рис. 1); с увеличением порядкового номера Z атомов мишени I также ра­стёт.

Характеристич. Р. с.— дискретные, их испускают атомы мишени при столкновении с заряж. ч-цей высокой энергии (п е р в и ч н ы е Р. с.) или рентг. фотоном (ф л у о р е с ц е н т н ы е Р. с.). В результате столкнове­ния с одной из внутр. оболочек атома (К-, L-, М-,... оболочек) вылетает эл-н. Состояние атома с вакансией во внутр. оболочке (его нач. состояние) неустойчиво. Эл-н одной из внеш. оболочек может заполнить эту вакансию, и атом при этом переходит в конечное состояние с меньшей энергией, испус­кая избыток энергии в виде фотона характеристич. излучения. Поскольку энергии начального ξ1 и конечного ξ2 состояний атома квантованы, воз­никает линия Р. с. с частотой v=12)/h. Все возможные излучательные квант. переходы атома из нач. K-состояния образуют наиболее жёсткую (коротковолновую ) .К-серию.



Рис. 2. Схема К-, L-, М-уровней атома и осн. линии К- и L-серий.


Аналогично образуется L-, М-, N-ceрии (рис. 2). Положение линий ха­рактеристич. Р. с. зависит от ат. номера элемента, составляющего ми­шень (см. Мозли закон).

Каждая серия характеристич. Р. с, возбуждается при прохождении бом­бардирующими ч-цами определённой разности потенциалов — потенциала возбуждения Vq (q — индекс возбуж­даемой серии, рис. 3). При дальней­шем росте V интенсивность I линий этого спектра растёт пропорционально (V-Vq)2, затем рост интенсивности замедляется и при V 11Vq начинает падать.



Рис. 3. Зависимость интенсивности I тор­мозного рентгенов­ского спектра от ча­стоты  вблизи q.

1 — без поглотителя, 2 — после прохожде­ния поглотителя.


Относит. интенсивности линий одной серии определяются вероятно­стями квантовых переходов и, следова­тельно, соответствующими отбора правилами.

Спектр поглощения получают, про­пуская рентг. излучение непрерывного спектра через тонкий поглотитель. При этом распределение интенсив­ности по спектру изменяется — наб­людаются скачки и флуктуации погло­щения, к-рые и представляют собой спектры поглощения. Для каждого уровня Р. с. поглощения имеют рез­кую низкочастотную (длинноволно­вую) границу q(hq=eVq), при к-рой происходит скачок поглощения.

В Р. с. поглощения наблюдаются небольшие флуктуации интенсивности (далёкая тонкая структура), обуслов­ленные вз-ствием эл-на, удалённого из исследуемого атома, с соседними атомами.

Р. с. нашли применение в рентгенов­ской спектроскопии, спектральном анализе- рентгеновском, рентгеновском структурном анализе.

• См. лит. при ст. Рентгеновское излучение.

РЕНТГЕНОВСКИЙ ГОНИОМЕТР, прибор, с помощью к-рого можно одновременно регистрировать направ­ление дифрагированного на исследуе­мом образце рентгеновского излучения и положение образца в момент возник­новения дифракции. Р. г. может быть самостоят. прибором, регистри­рующим на фотоплёнке дифракц. кар­тину; в этом случае он представляет собой рентгеновскую камеру. Р. г. называют также все гониометрич. устройства, являющиеся составной ча­стью рентгеновских дифрактометров и служащие для установки образца в положения, соответствующие условиям возникновения дифракции рентгенов­ских лучей, и детектора в направлении дифрагир. лучей.

В Р. г. с фоторегистрацией для ис­следования монокристаллов или текс­тур выделяют дифракц. конус, соот­ветствующий исследуемой кристалло­графич. плоскости. Фотоплёнка и об­разец движутся синхронно, поэтому одна из координат на плёнке соответ­ствует азимутальному углу дифрагир. луча, вторая — углу поворота образ­ца [так работает Р. г. Вайсенберга (рис. 1) и текстурный Р. г. Жданова]. В Р. г. для дифрактометров может быть использована аналогичная схема, однако угол поворота образца и углы поворота и наклона детектора в этом случае отсчитываются непосредствен­но по лимбам или датчикам, установ­ленным на соответствующих валах.



Рис. 1. Схема рентг. гониометра типа Вайсенберга. Зубчатые передачи и ходовой винт обеспечивают синхронное движение иссле­дуемого образца (О) и цилиндрич. кассе­ты (К) с рентг. плёнкой.



Рис. 2. Схема экваториального четырёхкружного гониометра для исследования моно­кристаллов. Лимб 1 измеряет Ф2— угол поворота кристалла вокруг оси гониометрич. головки; лимб 2 регистрирует  — угол наклона оси Ф; лимб 3 измеряет  — угол вращения относительно гл. оси гониометра; лимб 4 измеряет угол поворота счётчика 2 .

638


В рентг. дифрактометрах для иссле­дования монокристаллов и текстур применяется т. н. экваториальная гео­метрия: счётчик перемещается только в одной плоскости, а образец нужно поворачивать вокруг трёх взаимно перпендикулярных осей (рис. 2) т. о., чтобы дифрагир. пучок попал в плос­кость движения счётчика. В Р. г. для исследования поликристаллич. образцов используют слегка расходя­щийся пучок, к-рый после дифракции на объекте сходится в одну точку.

• Уманский М. М., Аппаратура рентгтеноструктурных исследований, М., 1960; Хейкер Д. М., Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов, Л., 1973.

Д. М. Хейкер.

РЕНТГЕНОВСКИЙ ДИФРАКТОМЕТР, прибор для измерения интен­сивности и направления рентг. пучков, дифрагированных на крист. объекте (см. Дифракция рентгеновских лучей), Р. д. применяется для решения разл. задач рентгеновского структурного анализа, рентгенографии материалов. Он по­зволяет измерять интенсивность дифра­гированного в заданном направлении излучения с точностью до десятых долей % и угол дифракции с точностью до десятых долей мин.

Р. д. состоит из источника рентге­новского излучения, рентгеновского гониометра, в к-рый помещают ис­следуемый образец, детектора излу­чения и электронного измерительно-регистрирующего устройства. Детек­тором в Р. д. служат не фотомате­риалы, как в рентгеновской камере, а сцинтилляционные, пропорциональ­ные и ПП счётчики. В процессе изме­рения счётчик перемещается и регист­рирует в каждой точке энергию излучения за определённый интервал времени. Используются также одномер­ные и двумерные позиционно-чувствительные детекторы, фиксирующие одновременно интенсивность и коорди­наты неск. отражений. По сравнению с рентг. камерами Р. д. обладают более высокой точностью, чувствитель­ностью, большей экспрессностью. Про­цесс получения информации в Р. д. мо­жет быть полностью автоматизирован, поскольку в нём отсутствует необходи­мость проявления фотоплёнки, причём в автоматич. Р. д. ЭВМ управляют прибором и обрабатывают полученные данные. Универс. Р. д. можно исполь­зовать для разл. рентгеноструктурных исследований, заменяя пристав­ки к гониометрич. устройству. В боль­ших лабораториях применяются специализир. Р. д., предназначенные для решения к.-л. одной задачи.

•См. лит. при ст. Рентгеновский гониометр.

Д. М. Хейкер.

РЕНТГЕНОВСКИЙ МИКРОСКОП, микроскоп, предназначенный для ис­следования микроструктуры объектов в рентгеновском излучении. Предел разрешения Р. м. может превышать разрешение световых микроскопов на 2—3 порядка в соответствии с отноше­нием длин волн  рентг. и видимого излучений. Специфичность вз-ствия

рентгеновского излучения с в-вом обусловливает отличие рентг. оптич. систем от световых. Малое отклонение показателя преломления рентг. лучей от единицы (меньше чем на 10-4) практически не позволяет использо­вать для их фокусировки линзы и призмы. Электрич. и магн. линзы для этой цели также неприменимы, т. к. рентг. излучение инертно к электрич. и магн. полям. Поэтому в Р. м. для фокусировки рентг. лучей используют явление их полного внеш. отражения изогнутыми зеркальными плоскостя­ми или отражение их от кристаллогра­фич. плоскостей (в отражательном Р. м.). Оказалось также возможным построить Р. м. по принципу теневой проекции объекта в расходящемся пучке лучей от точечного источника (проекционный, или теневой, Р. м.). Отражательный Р. м. содер­жит микрофокусный источник рентг. излучения, изогнутые зеркала-отра­жатели из стекла (кварца с нанесён­ным на него слоем золота) или изогну­тые монокристаллы и детекторы изо­бражения (фотоплёнки, электронно-оптические преобразователи). На рис. 1 приведена схема хода лучей в Р. м. с двумя зеркалами, повёрнутыми друг относительно друга на 90°. Получение высокого разрешения в таком Р. м. ограничивается малым углом полного внеш. отражения (угол скольжения <0,5°), следовательно, большим фо­кусным расстоянием (>1 м) и очень жёсткими требованиями к профилю и качеству обработки поверхностей зеркал (допустимая шероховатость ~1 нм).



Рис. 1. Схема фокусировки рентг. лучей в отражательном Р. м. с двумя скрещенными зеркалами: ОО'-оптич. ось системы; А — объект, А'— его изображение. Увеличение О'А'/ОА.


Полное разрешение таких Р. м. зависит от  и угловой аперту­ры, не превышающей угла скольжения. Напр., для излучения с =0,1 нм и угла скольжения 25' дифракц. разре­шение не превышает 8,5 нм (увеличе­ние до 105). При использовании для фокусировки рентг. излучения изог­нутых монокристаллов, помимо разл. аберраций оптических систем, на качество изображения влияют несо­вершенства крист. структуры, а также конечная величина брегговских углов дифракции рентгеновских лучей. Проекционный Р. м. вклю­чает в себя рентг. источник со сверхмикрофокусом диаметром d=0,1— 1 нм, камеру для размещения исследуемого объекта и регистрирующее устройство. Увеличение М проекц. Р. м. определяется отношением расстояний от источника излучения до объекта (а) и до детектора (b):М=b/а (рис. 2). Линейное разрешение проекц. Р. м. достигает 0,1—0,5 нм. Геом. разре­шение определяется величиной нерез­кости (полутени) края объекта РГ, зависящей от размера источника рентг. лучей и увеличения М: PГ=Md. Дифракц. разрешение зависит от дифракц. френелевской бахромы на крае Pд=a1/2, где а — расстояние от



источника до объекта. Поскольку а не может быть меньше 1 нм, разреше­ние при =0,1 нм составит 10 нм (если размеры источника обеспечат такое же геом. разрешение). Контраст в изображении возникает благодаря различию в поглощении излучения разл. участками объекта. Этим разли­чием определяется и чувствительность теневого Р. м.

Р. м. может быть оснащён разл. преобразователями рентг. изображе­ния в видимое в сочетании с телеви­зионными системами.

• Уманский Я. С., Рентгеногра­фия металлов и полупроводников, М., 1969: С о s s l e t t V. В., N i x о n W. С., X-ray microscopy, Camb., 1960.

В. Г. Лютцау.

1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   19

Похожие:

Раби метод iconФизика, 11 класс Гаврилов Андрей Владимирович, двггу
При решении задач, в которых необходимо провести расчет электрической цепи, наиболее часто используются следующие методы: метод свертывания,...

Раби метод iconКурс: 4 Тип: курсовая работа Прибыль и ее роль в рыночной экономике Содержание
Метод прямого счета, аналитический метод и метод совмещенного расчета

Раби метод icon16. Численные методы решения систем конечных уравнений (метод итераций, метод Ньютона). Метод Ньютона (метод касательных или метод линеаризации)
Численные методы решения систем конечных уравнений (метод итераций, метод Ньютона)

Раби метод icon1 Лангитюдний метод це: форма контролю вид контролю метод поздовжнього зрізу метод поперечного зрізу Правильный ответ: c 2
Який з термінів означає кількісні техніки, що базуються на об'єктив┐ному реєструванні дій піддослідного

Раби метод icon-
Взбранной Воеводе, Заступнице нашей, взирающе на первописанный образ Твой, хвалебное пение воспеваем Ти раби Твои, Богомати. Ты же,...

Раби метод iconВопросы для подготовки к экзамену по дисциплине «Анализ финансовой отчетности»
Методологическая основа финансового анализа: метод абсолютных, относительных и средних величин, метод сравнения, вертикальный анализ,...

Раби метод iconАкафист Пресвятой Богородице пред Ея иконой, именуемой «Всецарица»
Новоявленней Твоей иконе предстояще вернии умильно, воспеваем Ти, Всецарице, раби Твои; ниспосли цельбы к Тебе притекающим ныне рабом...

Раби метод iconЛекция 3 Образовательные технологии «Кейс-стади» и«Дебаты»
Метод case-study или метод конкретных ситуаций (от английского case – случай, ситуация) – метод активного проблемно-ситуационного...

Раби метод iconРаби Нахман из Браслава. Рассказы о необычайном По изд.: Рассказы о необычайном

Раби метод iconЛабораторная работа №1 Экспериментальная проверка основных законов токопрохождения
Цель работы – изучение основных методов расчета сложной линейной цепи при постоянном токе: метод контурных токов (мкт), метод узловых...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница