机械合金化FeNi纳米系统微结构的EXAFS和XRD测量

摘要

机械合金化方法(MA)制备的Fe-Ni合金因其良好的稳定性和优良的磁学性能而得到了广泛的应用.X射线衍射(XRD)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)可对机械合金化产物的结构进行分析和测试,XRD是研究晶体长程有序结构的可靠方法,而EXAFS技术是确定原子局域环境结构的有力手段.在MA过程中,高能球磨会对粉末样品引入晶格畸变和缺陷,而适当条件下的快速退火可以起到修复的作用.本文用机械合金化和快速退火的方法制备了Fe<,60>Ni<,40>合金,并用EXAFS和XRD方法分别研究了退火前后MA Fe<,60>Ni<,40>系统的微结构.结果表明:粉末Fe<,60>Ni<,40>混合物球磨5h即开始合金化,但仍然基本保持原来的bcc和fcc结构;球磨至10h时,样品中α-Fe相几乎完全消失,仅有面心结构相存在,Fe原子和Ni原子的无序度σ比球磨前的要大,大部分Fe原子从原来的bcc结构转变为fcc结构;球磨时间为40h时,Fe原子和Ni原子的无序度σ继续增大,它们的第一近邻配位距离和配位数相同,样品为均匀的固溶体.经快速退火后,样品的XRD衍射峰和原子近邻配位峰的强度都明显增强,无序度减小.说明快速退火不仅能修复机械球磨引起的晶格畸变和缺陷,还能促进Fe-Ni原子的固溶.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1机械合金化方法

1.1.1机械合金化的反应机理

1.1.2机械合金化的理论模型

1.1.3机械合金化的研究进展

1.1.4机械合金化的工艺流程

1.1.5机械合金化产物的结构测试方法

1.2选题背景及意义

1.3研究内容

第二章样品的制备与退火处理

2.1实验设备及规格

2.2实验过程及步骤

2.3样品的退火处理

2.4球磨工艺探讨

第三章样品的XRD测量及其数据处理

3.1实验方法

3.2 XRD测量的基本原理

3.2.1 X射线

3.2.2 XRD的基本理论

3.3 XRD的应用

3.3.1物相的定性分析

3.3.2点阵常数的精确测定

3.3.3晶粒尺寸和点阵畸变的测定

3.4样品XRD测量数据的分析与处理

第四章样品的EXAFS测量及其数据处理

4.1实验方法

4.2 EXAFS测量的基本理论

4.2.1 EXAFS的产生

4.2.2 EXAFS的基本公式

4.3 EXAFS的应用及特点

4.4样品EXAFS测量数据的分析与处理

第五章EXAFS和XRD测量数据的分析与讨论

5.1结果与讨论

5.2结论

第六章总结

参考文献

致谢