Аномальная зависимость интенсивности рентгеновских рефлексов Cs-=SUB=-2-=/SUB=-SO-=SUB=-4-=/SUB=- от размера и формы кристаллитов

Abstract

Проведены детальные рентгеновские и электронно-микроскопические исследования порошков Cs 2 SO 4 , состоящих из шароподобных и пластинчатых кристаллитов. Установлено, что распределение интенсивности рентгеновских рефлексов в обоих случаях кардинально отличается друг от друга, сохраняя свое положение на оси углов дифракции в соответствии с базой данных PDF-2. Электронно-микроскопические микродифрак-ционные исследования ориентации развитых поверхностей пластинчатых кристаллитов выявили 4 различных направления, однако эти направления не смогли обеспечить текстурного усиления целого ряда наблюдаемых (hkl) отражений. Сделано заключение, что в основе перераспределения интенсивностей лежит сферичность рентгеновских волн, падающих на образец.Работа выполнена в рамках научного плана ИФТТ РАН. DOI: 10.21883/FTT.2018.02.45397.240 1. Введение B настоящее время большое внимание уделяется изучению структурного состояния и фазовых трансфор-маций наноскопических систем при изменении размера кристаллитов [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]. При этом используются стандарт-ные методы рентгеноструктурного анализа поликристал-лических материалов, основанные на кинематической теории дифракции, которые по определению предпола-гают падающую на объект исследования рентгеновскую волну плоской. Влияние сферичности волны обычно не учитывается. Она учитывается при исследовании высокосовершенных монокристаллов в динамической теории дифракции, основанной на многократном рассе-янии одной и той же волны внутри кристалла. В этом случае в экспериментах наблюдаются многочисленные эффекты, неизвестные для кинематического прибли-жения. Это и эффект Бормана, и эффект маятнико-вых осцилляций (эффект Пенделлезунга) и эффекты фокусировки дифрагированных волн и многие другие. Однако наш опыт определения структуры нанопорош-ков и нанокерамик показал, что часто распределение интенсивности рентгеновских рефлексов для данного фазового состава не соответствует вычисленному для известной пространственной группы симметрии. Более того, если проанализировать данные базы PDF-2 для одного и того же вещества, то оказывается, что рас-пределения интенсивностей I(hkl) сильно изменяются от карточки к карточке. Самым простым объяснением такого расхождения могло бы быть влияние текстуры образцов в разных экспериментах. Однако это не всегда так. Недавно мы опубликовали работу, посвященную влиянию формы кристаллитов на интенсивности рент-геновских рефлексов нанокристаллических порошков YBO 3 , синтезированных из аморфных прекурсоров [14]. Выбор ортобората иттрия был обусловлен тем, что существовали разногласия по поводу его структуры при комнатной температуре как таковой и структу-ры его высокотемпературной фазы, образующейся при температуре ∼ 1000 • C [15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25]. Так в базе структур-ных данных PDF-2 считалось, что в обоих случаях борат иттрия имеет гексагональную решетку фатерита и пространственную группу симметрии S.G. P63/m для низкотемпературной фазы и S.G. P63/mmc для высокотемпературной фазы. Это же утверждается и в работах ...