Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей в наноматериалах с нормальным логарифмическим распределением частиц по размеру

А. И. РЫКОВ­1, В. М. АУЛЬЧЕНКО2, Ю. М. КАМЕНЕЦКИЙ1,

Н. З. ЛЯХОВ1, Б. П. ТОЛОЧКО1, А. И. ШМАКОВ3, Г. С. ЮРЬЕВ4

­1Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Новосибирск

­2Институт ядерной физики СО РАН, Новосибирск

­3Институт катализа СО РАН, Новосибирск

­4Институт неорганической химии им. СО РАН, Новосибирск

МАЛОУГЛОВОЕ РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ

В НАНОМАТЕРИАЛАХ С НОРМАЛЬНЫМ

ЛОГАРИФМИЧЕСКИМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ ЧАСТИЦ

ПО РАЗМЕРУ

Малоугловое рентгеновское рассеяние (МУРР) – уникальный метод исследования процессов образования ультрадисперсных алмазов (УДА) в детонационных волнах [1, 2]. Определение распределения частиц по размеру (РЧР) – типичная обратная задача решаемая методом статистической регуляризации данных МУРР. Ошибки, привносимые в РЧР ограниченностью диапазона МУРР можно учесть при помощи решения прямых задач, если сделать разумные предположения о классе распределений, к которому принадлежит искомое РЧР. При регистрации МУРР in situ во взрывной камере межчастичная интерференция мала, так что интенсивности от разных частиц суммируются. Из предположения о механизме роста [1], функция РЧР описывается следующим образом:

(1)

В данной работе была поставлена цель определения зависимости параметров МУРР (рис. 1 (б)) от параметров распределения (1) (рис. 1 (а)).

Двумя основными параметрами МУР являются радиус инерции Rg и g¢(0) ~ lim s4 I (s) – асимптотика при больших значениях . Из Рис. 2 видно, что эти параметры соответственно прямо и обратно пропорциональны среднему размеру частиц, в то время как зависимости их от s более сложны. С увеличением s поведение параметров МУРР претерпевает качественные изменения. Если при узких РЧР поведение МУРР определяется алмазами среднего размера, то при широких РЧР эффективные параметры Rg eff и g¢(0) определяются поведением либо укрупненных девиантов (Rg eff) либо убылью массы мелких частиц (g¢(0)).

Плотные рассеиватели, скомпактированные из очищенных УДА, показывают качественно иное поведение МУРР. При этом инвариант Порода (площадь под кривыми рис. 1 (б)) зависит не столько от количества материала f сколько от «количества пустоты» 1–f и растет с увеличением 1–f . Из двух образцов, изученных на пучке синхротронного излучения, один (более рыхлый) был приготовлен сухим компактированием, а другой – уплотнением в спирте. Асимптотическое поведение s4 I (s) = Сonst нарушается при s < 0.5 Å-1 (рис. 2 (б)). При углах промежуточных между режимами Гинье и Порода, дробная величина d определяет интенсивность I (s) ~ s-d. Таким образом, в компактированных наноалмазах реализуются рассеиватели фрактального типа.

Список литературы

1. , , Мальков горения и взрыва. Т.25.№3. (1989).

2. , Мальков горения и взрыва. Т.29. №1. (1989) С.20-128.