Określanie wielkości krystalitów i odkształceń sieciowych w nanokompozycie NiAl-Al2O3 na podstawie poszerzenia rentgenowskich linii dyfrakcyjnych

• Autorzy: Oleszak D. , Olszyna A.

Warianty tytułu

EN

Crystallite size and lattice strain determination of NiAl-Al2O3 nanocomposite from X-ray diffraction line broadening

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokompozyt NiAl-Al2O3 wytworzono metodą reaktywnego mielenia, wychodząc z mieszaniny NiO i Al. Przedłużone mielenie do 40 h pozwoliło uzyskać znaczne poszerzenie rejestrowanych rentgenowskich linii dyfrakcyjnych obu faz, sugerujące nanokrystaliczny charakter materiału. Dokonano obliczeń wielkości krystalitów i zniekształceń sieciowych na podstawie poszerzenia rentgenowskich linii dyfrakcyjnych, zakładając różną postać funkcji aproksymacyjnych, opisujących profil rejestrowanych linii (Cauchy, Gauss). Obliczone różnymi metodami wielkości krystalitów i odkształceń sieciowych w Al2jO3 zawierały się odpowiednio w granicach 27-58 nm oraz 0,3-0,48%. W przypadku NiAl uzyskano wielkości z przedziału 13-29 nm oraz 0,29-0,77 %, obarczone jednak bardzo dużym błędem z powodu anizotropowego charakteru fazy NiAl.

EN

Nanostructured materials are intensively studied due to their good properties, in many cases better than properties of their conventional polycrystalline counterparts, exhibiting micrometer-range grains. Nanocrystalline materials are fabricated by different techniques, including mechanical alloying or reactive milling. The resulting powders usually have particle size of several micrometers, but they consist of nanometric crystallites. X-ray diffraction seems to be a simple technique for determination of crystallite size and lattice strain from the broadening of the diffraction lines. The aim of this work was to determine crystallite size and lattice strain of nickel aluminide and alumina. Both phases were formed during reactive milling of NiO+AI powder mixture. The average crystallite size and lattice strain were calculated from X-ray line broadening, applying different profiles of diffraction lines. The first method assumes that diffraction line broadening from microstructure refinement and that arising from strain are both described by Cauchy function. This approach is known as Williamson-Hall method. In the second method both contributions are of Gauss type. Finally, the last one asumes that size-broadening is Cauchy type, while strain induced broadening is Gaussian. The obtained values of crystallite size and lattice strain for alumina were in the range 27-58 nm and 0.3-0.48%, respectively, depending on the method of calculation. For all methods the correlation coefficient of fitting was reasonable. In the case of NiAl the calculated values of crystallite size and lattice strain were in the range 13-29 nm and 0.29-0.77%, respectively, depending on the calculation method. However, significant scattering of experimental data was observed due to the anisotropy of this compound. As a consequence, the fitting parameters were rather poor.

Słowa kluczowe

PL

dyfrakcja rentgenowska; wielkość krystalitów; odkształcenia sieciowe; nanokompozyt; NiAl; korund

EN

X-ray diffraction; crystallite size; lattice strain; nanocomposite; NiAl; alumina

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 11
• Strony: 284--287
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Oleszak D.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Olszyna A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• [1] Williamson G.K., Hall W.H., X-ray line broadening from filed aluminium and wolfram, Acta Metallurgica 1953, 1, 22--31.
• [2] Klug H.P., Alexander L., X-ray diffraction procedures for polycrystalline and amorphous materials, John Wiley & Sons, New York 1974, 618-708.
• [3] Bojarski Z., Łągiewka E., Rentgenowska analiza strukturalna, PWN, Warszawa 1988, 311-327.