Расшифровка дифракционных картин сложных кристаллических структур с применением 3D-модели обратного пространства кристаллических решеток

температуры, коррозионно-активных сред, корпускулярных, электро-

магнитных, рентгеновских излучений и др., обладая при этом мини-

мальным удельным весом [1, 2]. Один из способов повышения весовой

эффективности — уменьшение плотности алюминиевых сплавов, ре-

ализующийся в результате создания сплавов, легированных литием.

Все промышленные сплавы системы Al–Li характеризуются высокой

объемной долей упрочняющих фаз и сложностью фазовых превраще-

ний при старении, что влияет на уровень прочностных свойств, кор-

розионной стойкости, пластичности и вязкости разрушения. Основ-

ная задача разрабатываемых режимов старения высоколегированных

сплавов Al–Li — обеспечение оптимального сочетания прочности,

пластичности, вязкости разрушения и коррозионной стойкости [2–6].

Сочетание перечисленных свойств на заданном уровне обеспечивает

сложный фазовый состав, что приводит к затруднениям при исследо-

вании структуры материала с применением дифракционных методов.

Моделирование дифракции на кристаллических структурах позволяет

систематизировать полученные экспериментальным путем данные и

обеспечивает более точную интерпретацию результатов исследований

сложных многофазных систем.

Методика и материалы.

Объектом для отработки представленной

методики являлся сплав 1441 системы Al–Cu–Mg–Li, состаренный на

максимум прочности. Для электронно-микроскопических исследова-

ний применялся просвечивающий микроскоп JEOL JEM 200CX, осна-

щенный цифровой камерой и пакетом программ для обработки элек-

тронных изображений. Изображения фаз и электронограмм получали с

применением стандартных дифракционных методик. Модель обратно-

го пространства кристаллических решеток получена путем програм-

мирования дифракционных максимумов в трехмерном пространстве

с применением открытой графической библиотеки Open GL, которая

содержит набор функций пространственных преобразований и вывода

проекции объемного изображения на дисплей.

Моделирование и обсуждение результатов.

В настоящей рабо-

те представлена методика индицирования и расшифровки сложных

электронограмм, полученных от многофазных объектов с различными

сочетаниями кристаллографически эквивалентных ориентаций фазо-

вых выделений в матрице.

Сплавы системы Al–Cu–Mg–Li являются многофазными [7–9].

Электронограммы, полученные в ходе дифракционных исследований

образцов сплава после старения, имеют вид суперпозиции регулярных

сеток дифракционных максимумов (рефлексов) от кристаллических

включений различных фаз. Наблюдаемые сетки дифракционных мак-

симумов соответствуют брэгговским отражениям от атомных плоско-

стей, кристаллографически эквивалентно ориентированных в матрице

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2016. № 2