Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей icon

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей




НазваМетодичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Сторінка1/9
Дата18.10.2012
Розмір0.99 Mb.
ТипМетодичні вказівки
  1   2   3   4   5   6   7   8   9



Міністерство освіти і науки України

Запорізький національний технічний університет


Методичні вказівки


до лабораторних робіт з дисципліни

фізика твердого тіла


Для студентів інженерно-технічних спеціальностей

денної форми навчання


2006

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання. Укладачі: С.В. Лоскутов, Л.П. Степанова. - Запоріжжя: ЗНТУ, 2006. - 62 с.


У к л а д а чі:

професор кафедри фізики С.В. Лоскутов,

доцент кафедри фізичного металознавства Л.П. Степанова.


Р е ц е н з е н т

доцент кафедри фізики ЗНТУ В.Г. Корніч


Затверджено на засіданні

кафедри фізики ЗНТУ протокол № 1 від 30.09.2006 р .


Затверджено Вченою радою електротехнічного факультету. Протокол № 2 від 16.10.2006).


Збірник містить лабораторні завдання для самостійної роботи студентів.


Зміст

Лабораторна робота 1. Рентгенівський фазовий аналіз

порошкових матеріалів………………………………………………….. 4

Теоретичний розділ. Вступ …………………………………………….. 4

Сутність методу рентгенівського фазового аналізу …………………. 5

Суцільне і характеристичне рентгенівське випромінювання …………6

Рентгенівські трубки ……………………………………………………. 8

Рентгенівські апарати ………………………………………………….. 9

Готування зразків ……………………………………………………… 11

Розрахунок порошкових рентгенограм ……………………………… 12

Якісний рентгенівський фазовий аналіз ………………………….….. 13

Порядок роботи на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-ЗМ …… 16

Лабораторна робота 2.Якісний рентгенівський фазовий аналіз ……. 18


Список літератури ………………………………………………………20

Лабораторна робота 3. Визначення залишкових макроскопічних

напружень ……………………………………………………………… 21

Практична частина …………………………………………………….. 25

Результати вимірювань ……………………………………………….. 26

Список літератури ………………………………………………………29

Лабораторна робота 4.Гармонійний аналіз форми ліній

рентгенограми ………………………………………………………… 33

Мікроскопічні напруження і блоки кристалічної мозаїки ………….. 33

Побудова кривої розподілу інтенсивності, обумовленого

фізичними факторами ………………………………………………….35

Визначення розміру блоків (областей когерентного розсіяння

рентгенівських променів) і мікродеформацій кристалічних

граток (мікронапружень) ……………………………………………… 40

Список літератури …………………………………………………….. 47

Лабораторна робота 5. Поглинання рентгенівських променів

речовиною ……………………………………………………………… 48

Коротка теорія. Взаємодія рентгенівських променів з речовиною ….48

Поглинання рентгенівських променів у речовині …………………… 52

Монохроматизація рентгенівського випромінювання ………………. 55

Реєстрація інтенсивності рентгенівського випромінювання …… …..57

Визначення залежності коефіцієнта масового поглинання від

атомного номера поглинача і довжини хвилі рентгенівського

випромінювання ……………………………………………………….. 59


Лабораторна робота 1. ^ РЕНТГЕНІВСЬКИЙ ФАЗОВИЙ АНАЛІЗ ПОРОШКОВИХ МАТЕРІАЛІВ

ТЕОРЕТИЧНИЙ РОЗДІЛ. Вступ


У багатьох технічно важливих матеріалах кристалічна речовина знаходиться у вигляді полікристала, і важливо мати можливість вивчати структуру і властивості саме в такому стані. Полікристалічний матеріал складається з дрібних кристаликів. Це може бути агрегат щільно зчеплених між собою дрібних кристалів (наприклад, метали, сплави, мінерали, керамічні матеріали), чи здрібнений порошок даної речовини. Полікристалічна речовина може складатися з кристаликів різних фаз.

За допомогою рентгенографії на полікристалічних зразках можна вирішувати наступні задачі:

- структурний аналіз нескладних структур;

- визначення елементарного складу невідомої речовини;

- дослідження фазових переходів, вивчення стану твердого тіла (кристалічне, аморфне, аморфне з кристалічними включеннями);

- дослідження фазового складу речовини (якісний і кількісний аналізи):

якісний - ідентифікація кристалічних фаз на основі властивих їм значень міжплощинних відстаней dhkl і інтенсивності ліній Іhkl дифрактограми;

кількісний - визначення кількості тих чи інших фаз у суміші:

- визначення середніх розмірів кристалів, зерен у зразку, функції розподілу їх по розмірам, при проведенні аналізу профілю ліній;

- вивчення внутрішніх напружень: проводять аналіз профілю дифракційних ліній і зміну положення кута для цих ліній;

- вивчення текстур, тобто характеру переважної орієнтації кристалітів.

Кількісний рентгенівський фазовий аналіз (РФА) заснований на залежності інтенсивності дифракційних ліній від вмісту Xі відповідної фази. Порівнюючи експериментальні значення Іhkl з еталонними і вводячи необхідні виправлення на фактори, що впливають на інтенсивність, можна визначити вміст фази Xі .

У даній роботі проводиться вивчення якісного методу рентгенівського фазового аналізу, що заснований на тому, що порошкова рентгенограма даної фази характеризується своїм набіром міжплощинних відстаней dhkl і інтенсивностей ліній Іhkl , а рентгенограма багатофазного зразка являє собою накладення рентгенограм окремих фаз. Для фазового аналізу необхідно мати довідникові дані значень dhkl і Іhkl кожної фази. Ці параметри зібрані в спеціальних довідниках.

Найбільше повно рентгенівські дані приведені в рентгенометричній картотеці (ASTM), що видається Об'єднаним комітетом з дифракційних стандартів. В даний час у цій картотеці наведені дані більш ніж на 40000 неорганічних з'єднань. Існує кілька розробок інформаційних систем на основі ЕОМ для автоматичного проведення якісного фазового аналізу.


^ Сутність методу рентгенівського фазового аналізу


У методі РФА використовується явище дифракції рентгенівських променів на кристалічних ґратках, застосовується випромінювання з довжиною хвилі λ, порядку величини міжатомних відстаней у кристалі. Якщо будь-який вузол кристалічних ґраток здатний розсіювати падаюче рентгенівське випромінювання, то за певних умов між хвилями, розсіяними окремими електронами внаслідок різниці фаз, виникає сумарна амплітуда розсіювання атомами. При цьому вважається, що:

- електрони атома розсіюють як вільні електрони, тобто не враховується зв'язок з ядром;

- період руху електрона по орбіті набагато більше періоду коливань падаючого випромінювання, тобто розсіювання відбувається на нерухомому електроні.

Інтерпретувати дифракційну картину, одержану за допомогою рентгенівських променів на тривимірній кристалічній ґратці можна подвійно:

- кристал розглядають як сукупність атомних рядів, у цьому випадку дифракцію рентгенівських променів описують рівняннями Лауэ (тривимірні ґратки):

(1.1)

(1.2)

(1.3)

де α0 , β0 , γ0 - кути між осями X, Y, Z і напрямком первинного пучка; αр , βр , γр - кути між осями X, Y, Z і напрямком дифракційного пучка; а, b, с - періоди ґраток уздовж осей X,Y, Z; p, q, r - цілі числа; λ - довжина хвилі;

Кристал представляють як просторову структуру, що складається з паралельних, рівновіддалених одна від одної площин (hkl). Відповідно до розташування атомів у кристалічних ґратах систему паралельних площин можна проводити різним чином, при цьому будуть різними відстані dhkl між сусідніми площинами (hkl). Візьмемо одну з таких атомних площин (hkl) і припустимо, що на неї падає під кутом θ рентгенівський промінь. Він буде вільно проходити через одноатомний шар, але за принципом Гюйгенса одночасно має місце і часткове відображення променів під тим же кутом θ. Поширимо це міркування на випадок двох паралельних атомних площин P1 і P2 . При заданій величині dhkl різниця ходу між променями складає



(1.4)


Обидва відбитих променя будуть підсилюватися максимальним чином тільки в тому випадку, коли різниця ходу складає цілу кількість хвиль, тобто за умови


(1.5)


де λ - довжина хвилі, n - ціле число. Рівняння (1.5) називается рівнянням Вульфа-Брэгга, а кут θ - брэгговским кутом.

 
  1   2   3   4   5   6   7   8   9

Схожі:

Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики розділ „фізика твердого тіла частина 1 Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Методичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики. Розділ „Фізика твердого тіла”. Частина Для студентів інженерно-технічних...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики розділ „фізика твердого тіла частина 2 Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Методичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики. Розділ „Фізика твердого тіла”. Частина Для студентів інженерно-технічних...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconСписок методических указаний доцента ю н. ганновой Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Фізика твердого тіла» для студентів напрямку 091606
Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Фізика твердого тіла» для студентів напрямку 091606 «Химическая технология тугоплавких...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до лабораторних робіт з фізики механіка. Молекулярна фізика Частина 2 Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Механіка. Молекулярна фізика. Частина Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання / Укладачі: Лоскутов...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до лабораторних робіт з фізики механіка. Молекулярна фізика Частина 1 Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Механіка. Молекулярна фізика. Частина Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання / Укладачі: Лоскутов...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до лабораторних робіт з фізики оптика Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Методичні вказівки до лабораторних робіт з фізики. Оптика. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до контрольної роботи №1 з фізики. Механіка. Молекулярна фізика. Термодинаміка. Електродинаміка. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Методичні вказівки до контрольної роботи №1 з фізики. Механіка. Молекулярна фізика. Термодинаміка. Електродинаміка. Для студентів...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до практичних занять з фізики. Розділ: Оптика, фізика атома. Для студентів заочників інженерно технічних спеціальностей
Методичні вказівки до практичних занять з Фізики. Розділ: Оптика, фізика атома. Для студентів – заочників інженерно – технічних спеціальностей...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки до лабораторного практикуму з фізики електрика та магнетизм для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Розділ „Електрика та магнетизм”. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання / Укладачі: С. В. Лоскутов,...
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни фізика твердого тіла Для студентів інженерно-технічних спеціальностей iconМетодичні вказівки з проектування кулачкових механізмів для студентів інженерно-технічних спеціальностей
Методичні вказівки з проектування кулачкових механізмів для студентів інженерно-технічних спеціальностей заочної форми навчання
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи