В книге, написанной известными специалистами в области физики металлов, рассмотрены различные дефекты в кристаллических телах, от которых в основном зависит поведение материалов в определенных условиях. Изложены методы металлографического анализа. Приведены сведения об оптических микроскопах, применяемых для исследований при низкой и высокой температуре, показаны преимущества изучения микроструктуры с помощью поляризационной микроскопии, рассказано о возможностях специализированной рентгеновской дифракционной техники, позволяющей выявлять субмикронеоднородности материалов,' созданные дислокациями. Почти половина книги посвящена электронной микроскопии, причем обращается внимание на применение ее для изучения дефектов упаковки, природы и вида дислокационных петель. Авторы знакомят читателя с возможностями ионной микроскопии и со способом исследования материалов при нейтронном облучении.
Книга в основном рассчитана на инженеров-металловедов, однако простота изложения и большой иллюстративный материал позволяют рекомендовать ее для широкого 'круга читателей, интересующихся проблемами материаловедения.
Рисунков 117, таблиц 8, библиография 51 наименование.
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ПЕРЕВОДУ
В последнее время широким фронтом проводятся исследования различных дефектов в твердых телах, имеющих кристаллическую решетку: образования дисперсных частиц, трещин, границ зерен, дислокаций, дефектов упаковки, примесных атомов и т. д., от которых в основном зависит поведение материалов в определенных условиях. Литерату- -ры по изучению влияния несовершенств кристаллической структуры на свойства материалов вышло достаточно много, однако систематического описания современных методов исследования такого рода дефектов почти нет. Настоящая книга, написанная известными специалистами в области физики металлов, в какой-то мере восполняет этот пробел.
Книга состоит из 10 глав, каждая глава имеет оригинальные иллюстрации как пример применения изложенных методов. В конце глав приведен список литературы для более подробного знакомства с соответствующими теоретическими и практическими работами.
В книге «Современная металлография» изложено применение методов оптической микроскопии для исследования объектов в отраженном свете при низких и высоких температурах, приведены описания способов поверхностной топографии. Указаны возможности изучения поверхности материалов с использованием интерферометрии, поляризацион-
ного микроскопа, а также получения определенных характеристик в темном и светлом полях, сообщается о возможностях использования фазового контраста в микроскопии. Большое внимание уделяется описанию применения рентгеновской техники для изучения преимущественной ориентировки кристаллических тел, для определения текстур проволоки и листа, говорится о возможностях изучения рассеяния веществом рентгеновских лучей под малыми углами. Показаны преимущества рентгеновского метода химического х анализа материалов с помощью микрозонда, дано описание метода наблюдения дислокаций по дифракционным картинам.
Значительная часть книги (около половины по объему) посвящена описанию электронной микроскопии совершенных и несовершенных кристаллов. Здесь дано описание способов наблюдения за поведением дислокаций, приведены методы определения величины дефектов упаковки, в.екторов Бюргерса дислокаций и др. Сообщается о методиках изучения образования и поведения дислокационных петель, распределения дислокаций по объему, выделения частиц новой фазы на дислокациях при высоких и низких температурах. Этот раздел включает небольшой теоретический аспект расшифровки дефектов. Наконец, в последней главе дано описание методов ионной микроскопии и дифракции нейтронов, показаны возможности применения этих методов для исследования дефектности структуры.
При переводе текст оригинала был оставлен почти без изменений. Однако надо учесть, что, стремясь к простоте изложения, авторы не всегда бывают точны.
К первой и третьей главам был добавлен материал, представляющий, с нашей точки зрения, интерес для читателя, — характеристики объективов и окуляров оптического микроскопа МИМ-7 и параметры абразивных материалов, применяющихся для изготовления
микрошлифов и т. д. В остальных главах список рекомендуемой литературы дополнен отечественной литературой и имеющимися переводами на русский язык.
Мы полагаем, что настоящее издание книги будет с интересом встречено специалистами, занимающимися или интересующимися вопросами изучения дефектов в различных кристаллических материалах. Книга также будет полезна аспирантам, инженерам-металловедам и студентам вузов.
Е. БОРИСОВ,
ю. годин
ОГЛАВЛЕНИЕ !
Предисловие к русскому переводу....... 5
Предисловие.............. 8
Глава 1. Оптическая микроскопия
Введение................ 9
Приготовление образцов ......... 9
Оптический микроскоп.......... 10
Дефекты линз............ 16
Методы повышения разрешающей способности линз . . 20
Примеры получения контраста в отраженном свете . . 21
Дополнение............. 24
Рекомендуемая литература........ 27
Глава 2. Высокотемпературная микроскопия
Введение.............. 28
Длиннофокусные объективы........ 29
Типичные примеры применения высокотемпературной микроскопии ....... . . . . . . .31
Рекомендуемая литература........ 34
Глава 3. Поверхностная топография
Необходимость применения поверхностной топографии . 36
Косое освещение ...... .... 38
Непрозрачная диафрагма и фазовый контраст ... 40
Интерферометрия ........... 46
Примеры применения поверхностной топографии ... 52
Дополнение ............. 56
Рекомендуемая литература . ....... 56
Глава 4. Поляризационная микроскопия
Введение .............. 57
Поляризованный свет.......... 57
Исследование анизотропии поверхностей ... : . 60 Специальные случаи применения поляризационной микро-
скопии ...'., ......... 63
Рекомендуемая литература...... . .65
Глава 5. Рентгенография металлов
Введение.............. 66
Белое и характеристическое излучение......66
Условия Лауэ............ 68
Правило Брэгга—Вульфа ,........ 69
Структурный фактор........... 71
Метод Лауэ и определение ориентировки .... 75 Метод порошков и точное определение параметров решетки .............. 80
Приложение..............84
Рекомендуемая литература........90
Глава 6. Специальная рентгеновская дифракционная техника
Введение..............91
Преимущественная ориентировка.......91
Текстура проволоки .......... 92
Текстура листа ............ 94
Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей .... 101
Микрозондовый анализ <.....102
Наблюдение дислокаций с помощью рентгеновского дифракционного контраста.....; . . 105
Рекомендуемая литература........108
Глава 7. Электронный микроскоп
Длина волны электрона.........109
Общие сведения об электронном микроскопе . . . .110 Электронная пушка и система конденсорных линз . .112
Установка образцов .......... 113
Дефекты линз.............115
Регулирование фокусировки и увеличения . . . . • . * 116 Изображение в светлом и темном полях . . . . .117
Микродифракция..........s 119
Разрешение.............125
Регистрация изображения.........125
Приспособления к микроскопу........128
Приготовление образцов......... 130
Методы изготовления реплик........130
Методы получения тонких металлических фольг . . ,132 Рекомендуемая литература........135
Глава 8. Теория контраста
Введение..............136
Дифракция электронов на совершенном кристалле . .137 Дифракция электронов на несовершенном кристалле . . 144 Рекомендуемая литература ........ 147
Глава 9. Применение электронной микроскопии
Введение . ............148
Анализ электронограмм.........148
Интерпретация добавочных деталей на микродифракционных электронограммах ...... . 154
Определение индексов кристаллографических элементов
на микроснимке...........160
Контраст от дислокаций и g-b-анализ i , , . . 163
207
Контраст от дефекта упаковки и вектор смещения . . 168
Определение энергии дефекта упаковки ..... 173
Природа призматических дислокационных петель . . . 177
Плотность дислокаций.......... 183
Исследование выделения......... 184
Исследования при повышенных температурах . . . .189
Исследования при отрицательных температурах . . . 191
Рекомендуемая литература........ 193
Глава 10. Металлография атомных дефектов кристаллической решетки
Ионный микроскоп...........194
Применение ионной микроскопии ....... 198
Дифракция нейтронов . .........200
Рекомендуемая литература . . ... . . . 205
Цена: 100руб.
