Лабораторная работа: Исследование строения металлов

В последнее время под электронным микроскопом более часто изучают тонкие пленки исследуемых металлов и сплавов, прозрачных для электронов. Такие пленки приготовляют химическими и электрохимическими способами растворения образцов.

На электронной микрофотографии видны такие детали структуры, которые не выявляются при наблюдении в оптическом микроскопе (рис. 5).

Рис. 5 Структура титанового сплава:

а) – оптическая микрофотография, ×500; б)- электронная микрофотография, ×10000.

в) Метод радиоактивных изотопов

Метод радиоактивных изотопов основан на том, что атомы введенных в металл радиоактивных изотопов претерпевают радиоактивное превращение, сопровождающееся излучением, которое легко обнаружить. Таким образом, атомы радиоактивных изотопов выделяются из множества других атомов, т. е. они как бы помечены, и потому этот метод называют иногда методом меченых атомов.

Радиоактивные (меченые) атомы во всех процессах, протекающих в металле, ведут себя так же, как и нерадиоактивные. Поэтому они позволяют проследить за процессами, происходящими в металлах при их изготовлении и обработке. Например, для изучения характера распределения элементов при кристаллизации в металле в него при выплавке вводят некоторое количество радиоактивного изотопа того элемента, распределение которого изучают. Изготовленный из этого металла микрошиф приводят в контакт с эмульсией фотопленки.

Излучение радиоактивных изотопов действует на фотопленку, как и свет. После фотографической обработки получается негатив, который с помощью микроскопа увеличивают и получают микрорадиограмму (рис. 6). Широкое распространение с помощью меченых атомов получили методы изучения процессов диффузии в сплавах.

Рис. 6. Микрорадиограмма (а) и микроструктура (6) молибдена, содержащего радиоактивный вольфрам; X 50

г) Рентгеноструктурный анализ

Рентгеноструктурный анализ применяют для исследования внутреннего строения кристаллов, т. е. расположения атомов в кристаллической решетке. Для этого используют рентгеновские лучи, образующиеся в рентгеновской трубке при торможении быстродвижущихся электронов на ее аноде.

Рентгеновские лучи представляют собой электромагнитные колебания с очень малой длиной волны — от 0,2 до 0,0005 Нм (от 2 до 0,005 А).

Направляя рентгеновские лучи на исследуемый объект(кристалл) и фиксируя на фото пленке возникающие отражения от кристаллографических плоскостей, получают рентгенограммы (рис. 7),по которым рассчитывают порядок расположения атомов в металле и определяют тип кристаллической решетки.

Рис. 7. Рентгенограмма металла