РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1. Вихідні матеріали
Для виготовлення сплавів використовувалися метали наступної чистоти: Fe -
0.999, Ni - 0.9999, Zn - 0.999, Si - 0.9999, Ge - 0.9999, Sb - 0.9998, Bi -
0.9998 (масові частки основного компоненту).
2.2. Виготовлення сплавів
Зразки виготовляли шляхом сплавляння шихти, яка складалася із наважок чистих
компонентів (точність зважування - 0.01 г) в електродуговій печі з вольфрамовим
електродом на мідному охолоджуючому поді в атмосфері очищеного аргону під
тиском 1.01*105 Па (в якості гетера використовувався губчастий титан) та у
високочастотній електромагнітній печі.
Оскільки до складу сплавів входить легколетючий метал Zn, то він давався у
надлишку (не більше 0.1 масової частки).
Контроль складу сплавів проводився шляхом порівняння маси шихти і сплаву. При
втратах у процесі плавки менше 0.1 масової частки склад сплаву приймався рівним
складу шихти.
2.3. Термічна обробка сплавів
Термічна обробка сплавів полягала в гомогенізуючому відпалі при 570 К протягом
400 год. Сплави, поміщені в танталові контейнери, запаювалися в кварцеві ампули
з попередньою евакуацією повітря. Відпал проводили в муфельних печах типу МП-2У
з автоматичним регулюванням температури із точністю ±10 К. Відпалені сплави
гартувались у холодній воді. Контроль гомогенності і рівноважності сплавів
здійснювали рентгенографічно.
2.4. Рентгенівський фазовий аналіз
Рентгенівський фазовий аналіз [111-115] був основним методом, який
використовувався для побудови ізотермічних перерізів діаграм стану
досліджуваних систем.
Розтертий в індиферентному маслі порошок сплаву рівномірно наносився на скляну
нитку, яка поміщалась на спеціальній підставці в камеру РКД-57.3 і центрувалась
до подолання баченої оком прецесії. Застосовувалась асиметрична закладка
плівки. Джерелом рентгенівського випромінювання були апарати УРС-55 з
охолоджуваними водою трубками БСВ-2. Порошкограми знімались на
невідфільтрованому CrK-випромінюванні. Експозиція при зйомці порошкограм
знаходилась у межах 1.5-2 год. Отримані порошкограми використовувались для
фазового аналізу шляхом порівняння їх з еталонами.
Фазовий аналіз проводили також за дифрактограмами, одержаними на дифрактометрі
ДРОН-2.0 (FeKб-випромінювання, швидкість руху лічильника 2 град/хв), шляхом
порівняння їх з еталонними порошкограмами компонентів, бінарних та тернарних
сполук.
2.5. Рентгеноструктурний аналіз
2.5.1. Рентгеноструктурне дослідження полікристалів
Уточнення періодів граток сполук, що відносяться до відомих структурних типів,
проводили з використанням даних, отриманих на дифрактометрі ДРОН-2.0
(FeKб-випромінювання). Дифракційна картина реєструвалась на діаграмній стрічці.
Визначення кутів 2И проводилося з точністю 0.02°.
Для уточнення кристалічної структури сполук використовувався масив
експериментальних інтенсивностей, отриманих на дифрактометрах ДРОН-3М
(CuKa-випромінювання), ДРОН-4.07 (CuKa-випромінювання), HZG-4a
(CuKa-випромінювання) та SIEMENS D-5000 (CoKa-випромінювання) з покроковою
реєстрацією дифракційної картини.
За порошковими даними проводився розрахунок теоретичних інтенсивностей,
уточнення координат атомів, ізотропних температурних поправок і коефіцієнти
заповнення правильних систем точок. Оцінка достовірності вибраної моделі
перевірялась за значенням фактора розбіжності R [116]:
R=,
де Іексп. і Ітеор. - експериментальні інтенсивності відбить та інтенсивності,
розраховані теоретично.
Структура вважалась правильно визначеною при R<0.10.
Індексування дифрактограм проводилося програмами TREOR-90 [117] та ITO [118],
періоди гратки уточнювалися програмою LATCON, кристалічну структуру сполук
уточнювали програмою DBW-3.2s [119]. У випадку, коли сполука не належала до
відомих раніше структурних типів, модель структури сполуки одержували за
допомогою програми SIRPOW [120].
2.5.2. Рентгеноструктурне дослідження монокристалів
Попереднє дослідження монокристалів (визначення якості, періодів гратки та
дифракційного класу) проводили за допомогою методів Лауе та обертання (камери
РКВ-86, MoK- та CuK-випромінювання) [121]. Період ідентичності (Т) вздовж
кристалографічних осей розраховувався за рентгенограмами обертання за формулою
[116]:
T=nл,
де n - номер шарової лінії, л - довжина хвилі випромінювання, R - радіус
циліндричної касети, ln - відстань від n-ої шарової лінії до нульової.
Можливу просторову групу визначали по розгортках шарових ліній, які знімали на
еквінаклонному гоніометрі Вейсенберга РГНС-2 (CuK-випромінювання).
Для розшифровки структури сполук методом монокристалу використовувались
експериментальні масиви інтенсивностей відбить, які одержували на автоматичному
монокристальному дифрактометрі КМ-4 з MoKб-випрмінюванням. Для уточнення
структури використовували рефлекси з І>3уІ. Всі необхідні розрахунки
здійснювали з допомогою комплексу програм SHELX93 [122].
2.6. Локальний рентгеноспектральний аналіз
Для визначення точного складу деяких сполук використовувався електроннозондовий
мікроаналіз [123, 124]. Локальний рентгеноспектральний аналіз проводили на
мікроаналізаторі “CAMEBAX” та скануючому електронному мікроскопі “LEITZ-AMR
1600T” з мікроаналізатором “Robinson Detector RBA-1600 5MC”. Об’ємна
локальність методу складає 0.1-0.3 мкм3, абсолютна локальна чутливість -
10-12-10-15 г, точність визначення 0.5-2.0 атомних відсотки.
Зразки шліфувалися під струменем води, потім полірувалися. Як травник
використовувалася розведена HNO3.
2.7. Термічний аналіз
Термічний аналіз використовувався для визначення температури плавлення
синтезован
- Київ+380960830922