РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Приготування зразків
2.1.1. Вихідні матеріали
Для синтезу сплавів використовували компактні метали з наступним вмістом
основного компоненту в масових частках: уран – 0,999; торій – 0,999;
електролітичний кобальт – 0,9998; електролітичний нікель – 0,9992;
електролітична мідь – 0,9992; порошкові паладій та платина – > 0,999;
індій – 0,9999; олово – > 0,999
2.1.2. Синтез зразків та контроль складу
Зразки виготовлялись сплавленням шихти, що складалася з вихідних компонентів,
зважених з точністю до 0,001 г, в електродуговій печі з вольфрамовим електродом
в атмосфері очищеного аргону під тиском ~0,5Ч105 Па на мідному
водоохолоджуваному поді. Аргон очищався попередньою плавкою гетера – губчастого
титану. Зразки готувались масою 1-2 г. Попередньо поверхня урану очищалася від
оксидів розчином азотної кислоти з наступним відмиванням ацетоном або
n-гексаном під витяжною шафою. Окислена поверхня торію очищалася механічним
способом безпосередньо перед сплавлянням шихти.
Контроль складу зразків проводили шляхом порівняння маси сплавів з масою
вихідної шихти. У випадку відхилення маси більше, ніж на 2%, сплав виготовляли
повторно.
2.1.3. Термічна обробка
Сплави досліджувались у гомогенізованому стані, який досягався шляхом відпалу
останніх в евакуйованих кварцових ампулах в муфельних печах опору СНОЛ з
автоматичним регулюванням температури з точністю ±10 К при температурі 870 К
протягом 60 діб. Відпалені сплави загартовувались у холодній воді без
попереднього розбивання ампул. Температура гомогенізаційного відпалу
підбиралася в залежності від температур плавлення компонентів та границь
ліквідусів на подвійних діаграмах стану.
2.1.4. Синтез монокристалів та контроль складу
Для вирощування монокристалів тернарних індидів використовувались наступні
методи:
1) відпал зразків масою 1-2 г, поміщених у танталові контейнери і в евакуйовані
кварцові ампули, при 870 К протягом 60 днів у муфельній печі СНОЛ;
2) відпал зразків масою 1-2 г, поміщених у танталові контейнери і в евакуйовані
кварцові ампули, при 1200-1300 К протягом 3 год з наступним повільним
охолодженням до кімнатної температури (крок 10 К/год) у муфельній печі з
можливістю програмування режиму роботи за допомогою "Eurotherm 818" з Ni-CrNi
термопарою (Інститут низьких температур і структурних досліджень ПАН, м.
Вроцлав, Польща);
3) повільне нагрівання зразків масою 1-2 г, поміщених у танталові контейнери і
в евакуйовані кварцові ампули, до 1270 К у муфельній печі СНОЛ протягом 2 діб з
наступним повільним охолодженням.
Якісний і кількісний склад монокристалів досліджувався методом локального
рентгеноспектрального EDAX-аналізу на скануючому електронному мікроскопі
Philips 515-PV9800 (Інститут низьких температур і структурних досліджень ПАН,
м. Вроцлав, Польща).
2.2. Рентгенофазовий аналіз
Рентгенівський фазовий аналіз дозволяє встановити області існування фаз та
побудувати діаграму фазових рівноваг. Здатність рентгенівських променів
проникати в речовину та дифрагувати від атомів лежить в основі рентгенівських
методів аналізу. Дифракцію рентгенівських променів можна розглядати як відбиття
цих променів від атомних площин кристалу і описати рівнянням Вульфа-Брега:
2dsinQ=nl,
де n - ціле число (1,2,3,...), яке називається порядком відбиття;
l- довжина хвилі рентгенівських променів;
d - мінімальна міжплощинна віддаль;
Q- кут відбиття.
Рентгенофазовий аналіз проводився шляхом порівняння порошкограм досліджуваних
сплавів з еталонними та теоретично розрахованими (програми LAZY Pulverix [142]
та Powder Cell [143]) порошкограмами чистих компонентів, бінарних та тернарних
сполук.
Порошкові рентгенограми отримували на апараті УРС-55 в камерах РКД-57 діаметром
57,3 мм на невідфільтрованому хромовому випромінюванні з застосуванням
асиметричної закладки плівки [144]. Для більш точного визначення кутів та
інтенсивностей відбить використовувались порошкові дифрактометри ДРОН-2.0
(FeKa-випромінювання, внутрішній еталон Ge або Si, запис інформації на
діаграмну стрічку), ДРОН-3М (CuKa-випромінювання, зйомка по точках), STOE
(CuKa-випромінювання, зйомка по точках).
Індексування порошкограм та розрахунки кутів (міжплощинних відстаней)
проводилось згідно методики [144, 145] і за допомогою програми TREOR-90 [146].
Параметри ґратки уточнювались методом найменших квадратів за допомогою програми
LATCON [147].
2.3. Мікроструктурний аналіз
Мікроструктурні дослідження проводились для підтвердження даних
рентгенофазового аналізу з метою визначення кількості фаз та їх характеру.
Вивчення проводилось на шліфах, виготовлених зі зразків, заплавлених у сплав
Вуда, механічним шліфуванням та поліруванням. При необхідності проводилось
травлення зразків слабкими розчинами хлоридної чи азотної кислот.
Мікроструктура зразків вивчалась візуально за допомогою металмікроскопа
“NEOPHOT 30” у відбитому світлі. Найбільш характерні зразки фотографувались.
2.4. Визначення кристалічної структури сполук
методом монокристалу
Перший етап дослідження монокристалів проводили фотографічними методами Лауе та
обертання (камера РКВ-86, MoK-випромінювання) [148, 149]. Ці методи дозволяють
встановити якість кристалу, дифракційний клас та приблизні параметри
елементарної ґратки монокристалу.
Експериментальні масиви інтенсивностей hkl для розрахунку та уточнення
кристалічної структури отримували з допомогою автоматичних монокристальних
дифрактометрів KM-4 та KM-4 CCD фірми Kuma Diffraction у лабораторії
кристалографії Інституту низьких температур та структурних досліджень ПАН (м.
Вроцлав, Пол
- Київ+380960830922