ДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ОСЕЙ В КРУПНОМ МОНОКРИСТАЛЛЕ ИЗВЕСТНОЙ СТРУКТУРЫ Российский патент 1997 года по МПК G01N23/20 

Описание патента на изобретение RU2085917C1

Изобретение относится к дифрактометрическим методам исследования монокристаллов, в частности к методам определения кристаллографической ориентации алмазного элемента режущего инструмента относительно его базовых плоскостей с помощью дифрактометра.

Известен способ определения ориентировки монокристаллов фотометодом, в котором произвольную плоскость монокристалла располагают перпендикулярно полихроматическому рентгеновскому пучку, облучают эту плоскость пучком рентгеновских лучей, регистрируют дифракционную картину на плоскую фотопленку, установленную параллельно кристаллу, проводят анализ и обработку полученной на фотопленке дифракционной картины, затем производят расчет углов дифракционных пятен, копирование эпиграммы и далее построение гномостереографической проекции плоскостей кристалла, которые позволяют установить пространственное положение кристалла относительно базовых координат [1]
Недостатками этого способа являются длительность измерений и обработки, связанные с большими экспозициями и продолжительными фотопроцессом обработки пленок, а также с дополнительными затратами на рентгеновскую пленку, химические реактивы и дополнительное оборудование.

Наиболее близким изобретению является дифрактометрический способ определения ориентировки кристаллов, в котором исследуемый кристалл устанавливают плоскостью среза перпендикулярно экваториальной плоскости гониометра. На кристалл направляют рентгеновский монохроматический луч. Счетчик устанавливают в положение 2, соответствующее выбранному отражению. Поворотом кристалла вокруг вертикальной оси гониометра находят положение, в котором имеет место дифракция рентгеновского излучения на отражающей кристаллографической плоскости. Затем поворачивают кристалл в плоскости, перпендикулярной экваториальной плоскости гониометра на 180o относительно зафиксированного положения и поворотом вокруг оси гониометра находят второе положение, в котором имеет место дифракции рентгеновского излучения на той же кристаллографической плоскости. Измеряют угол поворота между указанными положениями и определяют угол между плоскостью ориентации и отражающей кристаллографической плоскостью, принимая его равным половине измеренного угла [2]
Недостатком этого способа является то, что он позволяет определить только лишь угловое отклонение отражающей кристаллографической плоскости от плоскости ориентации без определения направления этого отклонения плоскости в пространстве, а следовательно не позволяет построить гномостереографическую проекцию нормалей кристаллографических плоскостей кристалла.

Цель изобретения экспрессное получение с помощью дифрактометра полной гномостереографической проекции кристаллографических плоскостей алмазного элемента инструмента относительно его базовых плоскостей.

Цель достигается тем, что в известном способе определения ориентировки монокристалла с помощью дифрактометра, включающем облучение поверхности кристалла монохроматическим рентгеновским излучением, выведение его в отражающее положение путем поворота кристалла вокруг оси дифрактометра и вращения в плоскости ориентации, фиксацию углов ω1 и ω2, при которых наблюдается максимальная величина отражения, дополнительно для каждого фиксируемого отражения одновременно с фиксацией углов ω1 и ω2 в отражающем положении кристалла по шкале приставки производят фиксацию углов вращения кристалла Φ1 и Φ2 в плоскости ориентации, перпендикулярной экваториальной плоскости гониометра, затем в плоскости ориентации кристалла от нулевой отметки по шкале приставки откладывают значение углов Φ1 и Φ2, далее на перпендикуляре к оси, проходящей через ось вращения приставки в плоскости ориентации и угловые отметки Φ1 и Φ2, откладывают, используя координатную сетку Болдырева, расчетное значение углового отклонения нормали фиксируемой кристаллографической плоскости от нормали плоскости ориентации δ = (ω21)/2 по направлению вращения от Φ1 к Φ2. Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый дифрактометрический способ определения ориентации отличается тем, что в нем дополнительно для каждого отражения фиксируют углы вращения Φ1 и Φ2 в плоскости ориентации, перпендикулярной экваториальной плоскости гониометра, затем в плоскости ориентации от нулевой отметки откладывают значения этих углов и на перпендикуляре к оси, проходящей через ось вращения приставки и угловые отметки Φ1 и Φ2, откладывают, используя сетку Болдырева, расчетное значение углового отклонения нормали фиксируемой кристаллографической плоскости от нормали плоскости ориентации δ = (ω21)/2 по направлению вращения от Φ1 к Φ2. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных технических решений в исследуемой области, т.е. дифрактометрические способы исследования монокристаллов, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом дифрактометрическом способе определения ориентации и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена гномостереографическая проекция нормалей кристаллографических плоскостей алмазного элемента радиусного резца. За плоскость проекции (ориентации) принята плоскость резания резца, расположенная под углом α к задней поверхности резца. Вертикальная ось проекции перпендикулярна к передней поверхности резца. Кроме того, на чертеже схематично изображена проекция алмазного элемента резца на плоскость ориентации.

Для осуществления предлагаемого способа инструмент со вставкой кристалла алмаза закрепляют в резцедержателе и устанавливают в гониометрической приставке ГП-2 дифрактометра. Базовая плоскость резца располагается на экваториальной плоскости гониометра, а плоскостью ориентации является плоскость резания резца, расположенная под углом a относительно задней поверхности резца. Счетчик гониометра устанавливают под углом 2ν, соответствующим отражению выбранной кристаллографической плоскости (HKL). Поворотом гониометрической приставки вокруг главной оси гониометра при одновременном вращении кристалла алмаза в резцедержателе в плоскости ориентации, перпендикулярной экваториальной плоскости гониометра, выводят кристалл в отражающее положение и фиксируют угол поворота w11≅ ν) по лимбу гониометра и угол вращения Φ1 по шкале приставки. Затем поворотом приставки в области углов ω>ν и одновременным вращением кристалла регистрируют второе максимальное отражение от данной плоскости и фиксируют соответствующие углы . Определяют угол отклонения отражающей кристаллографической плоскости от плоскости ориентации кристалла по формуле δ = (ω21)/2.
Далее повторяют регистрацию углов ω и Φ для других отражений алмаза, указанных в табл. 1 для медного излучения, устанавливая счетчик последовательно в угловое положение 2ν для каждого исследуемого отражения.

Используя координатную сетку Болдырева откладывают угловые отметки v1 и Φ2 для отражений, проводят через отметки Φ1 и Φ2 и центр проекции ось. По направлению вращения кристалла от Φ1 к Φ2 проводят перпендикуляр к этой оси. На нем откладывают расчетный угол для данного отражения и наносят отметку, которая будет являться гномостереографической проекцией данной отражающей плоскости кристалла. Повторяют описанные операции для всех отражений по табл.1.

Затем, используя сетку Вульфа, выводят проекцию нормали, имеющую минимальное значение отклонение δmin на экватор сетки Вульфа и поворотом вокруг оси, перпендикулярной к экватору, помещают данную проекцию в центр круга проекций. Все остальные проекции нормалей по параллелям сетки Вульфа перемещают также на угол δmin. Далее совмещают повернутую проекцию с одной из стандартных сеток с соответствующим центром проекции. Наносят выходы нормалей всех главных кристаллографических плоскостей алмаза и производят обратный поворот на тот же угол δmin вокруг той же оси.

В табл. 2 приведен пример конкретного выполнения дифрактометрического способа определения ориентации с использованием гониометрической приставки ГП-2 и медного рентгеновского излучения на дифрактометре ДРОН-2.0
Источники информации
1. Русаков А.А. Рентгенография металлов. М. Атомиздат, 1977, с. 149-167.

2. Хейкер Д.М. Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов. Л. Машиностроение, 1973, с. 125-129 (прототип).

Похожие патенты RU2085917C1

название год авторы номер документа
Способ контроля ориентации монокристалла 1989
  • Лисойван Владимир Иванович
  • Маврин Игорь Николаевич
SU1733988A1
Способ определения ориентировки кристалла 1979
  • Красильников Владимир Сергеевич
SU890176A1
Дифрактометрический способ определения ориентировки монокристалла 1980
  • Фомин Владимир Георгиевич
  • Новиков Анатолий Георгиевич
  • Освенский Владимир Борисович
  • Утенкова Ольга Владимировна
SU890179A1
Способ рентгенодифрактометрического определения ориентировки монокристалла 1980
  • Фомин Владимир Георгиевич
  • Новиков Анатолий Георгиевич
  • Освенский Владимир Борисович
  • Утенкова Ольга Владимировна
SU890180A1
Установка для ориентированной резки монокристаллов 1989
  • Шелудько Сергей Александрович
  • Теслюков Андрей Александрович
  • Томсон Андрей Семенович
  • Осадчев Леонид Алексеевич
SU1766685A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА РАЗОРИЕНТАЦИИ МЕЖДУ КРИСТАЛЛАМИ 1997
  • Скупов В.Д.
  • Щербакова И.А.
RU2139526C1
Способ рентгеновского дифрактометрического анализа поликристаллических объектов с аксиальной текстурой 1982
  • Кринари Георгий Александрович
  • Халитов Зуфар Яхьич
  • Евграфов Александр Андреевич
  • Григорьев Юрий Сергеевич
SU1062579A1
Способ прецизионного измерения периодов кристаллической решетки 1989
  • Ткаченко Валентин Федорович
  • Ром Михаил Аронович
SU1702265A1
Способ определения ориентировки кристаллов 1979
  • Скупов Владимир Дмитриевич
SU873068A1
СПОСОБ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА 1998
  • Славов В.И.
  • Наумова О.М.
  • Яковлева Т.П.
RU2142623C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 085 917 C1

Реферат патента 1997 года ДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ОСЕЙ В КРУПНОМ МОНОКРИСТАЛЛЕ ИЗВЕСТНОЙ СТРУКТУРЫ

Сущность изобретения: поверхность кристалла облучают монохроматическим рентгеновским излучением. Путем поворота кристалла вокруг оси дифрактометра и вращения кристалла в плоскости ориентации фиксируют углы ω1 и ω2, при которых наблюдается максимальное отражение. Дополнительно в этом положении фиксируют углы вращения Φ1 и Φ2 в плоскости вращения кристалла, перпендикулярной экваториальной плоскости гониометра. Используя координатную сетку Болдырева, откладывают углы и Φ1 и Φ2, определяют направление наклона нормали к отражающей плоскости по отношению к плоскости ориентации и по расчетному углу δ = (ω21)/2 определяют выход нормали на гномостереографической проекции. По зафиксированным таким образом проекциям нормалей строят полную гномостереографическую проекцию исследуемого кристалла, которая позволяет выявить ориентацию всех режущих граней алмазного монокристального инструмента относительно его базовых плоскостей, не производя дополнительных съемок. 1 ил., 2 табл.

Формула изобретения RU 2 085 917 C1

Дифрактометрический способ определения ориентации кристаллографических осей в крупном монокристалле известной структуры, включающий в себя облучение поверхности кристалла монохроматическим рентгеновским излучением, выведение его в отражающее положение путем поворота кристалла вокруг главной оси гониометрической приставки, фиксацию угла ω1, при котором наблюдается максимальная величина отраженного излучения, разворот кристалла на 180o в плоскости ориентации и фиксацию угла ω2, отличающийся тем, что дополнительно для каждого фиксируемого отражения одновременно с фиксацией углов ω1 и ω2 в отражающем положении кристалла по шкале приставки производят фиксацию углов вращения кристалла Φ1 и Φ2 в плоскости ориентации, перпендикулярной экваториальной плоскости гониометра, затем в плоскости ориентации кристалла от нулевой отметки по шкале приставки откладывают значения углов Φ1 и Φ2, далее на перпендикуляре к оси, проходящей через ось вращения приставки в плоскости ориентации, и угловые отметки Φ1 и Φ2 откладывают, используя координатную сетку Балдырева, расчетное значение углового отклонения нормали фиксируемой кристаллографической плоскости от нормали плоскости ориентации δ = (ω21)/2 по направлению вращения от Φ1 к Φ2

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2085917C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
Русаков А.А
Рентгенография металлов
- М.: Атомиздат, 1977, с
Подъемник для выгрузки и нагрузки барж сплавными бревнами, дровами и т.п. 1919
  • Самусь А.М.
SU149A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Хейкер Д.М
Рентгеновская дифрактометрия монокристаллов
- Л.: Машиностроение, 1973, с
Плуг с фрезерным барабаном для рыхления пласта 1922
  • Громов И.С.
SU125A1

RU 2 085 917 C1

Авторы

Макаров А.Е.

Груздов В.В.

Архипов Ю.Г.

Даты

1997-07-27Публикация

1993-01-13Подача