Введение
Глаоа 1. Дифракционные методы исследования нанокристаллических материалов. Литературный обзор 16
1.1 Особенности нанокристаллических материалов как объектов исследования 16
1.2 Нарушения периодичности кристаллической структуры и их влияние на порошковую дифракционную картину 26
1.3 Анализ интегральной ширины дифракционных линий 32
1.4 Анализ формы профиля дифракционных линий 35
1.5 Анализ интегральных интенсивностей дифракционных пиков 39
1.6 Полнопрофильный анализ Ритвельда и его модификации 40
1.7 Полнопрофильный анализ, основанный на использовании моделей дефектных кристаллов 45
Заключение к главе 1 53
Глава 2. Разработка алгоритмов и программ для анализа дифракционных картин нанокристаллических материалов 56
2.1. Содержание главы 56
2.2. Уточнение параметров кристаллической структуры наночастиц . 57
2.3. Расчет рассеяния рентгеновских лучей на одномерно разупорядоченном кристалле 61
2.4. Микродеформации в одномерно разупорядоченных структурах Обобщенный алгоритм учета микроискажений , 66
2.5. Расчет рассеяния рентгеновских лучей на порошке 69
2.6. Описание программного обеспечения 70
2.6.1, Основные этапы расчетов 70
2.6.2, Модель структуры и расчет интенсивности рассеяния рентгеновских лучей от упаковки бесконечных слоев 72
2.6.3, Расчет интенсивности рассеяния от упаковки слоев конечных размеров. Переход к порошку... 79
2.6.4. Учет инструментальных факторов 80
2.6.5. Критерии сравнения экспериментальной и расчетной рентгенограмм. Уточнение модели 82
2.6.6. Расчет дифракционных картин для двухфазных систем 85
Заключение к главе 2 86
Глава 3. Возможности метода моделирования одномерно разупорядоченных структур для исследования различных типов нарушений кристаллической решетки 87
3.1. Апробация программы моделирования дифракционных картин нанокристаллических материалов... 87
3.1.1. Уширение рентгеновских дифракционных пиков вследствие малых размеров частиц 87
3.1.2. Микродеформации 90
3.1.3. Влияние дефектов упаковки на дифракционные картины металлов с кубической плотнейшей упаковкой 93
3.2. Моделирование дифракционных картин когерентных гетерогенных систем на примере металлического кобальта 98
3.3. Моделирование дифракционных картин металлов, находящихся в паракристаллическом состоянии 112
3.4. Моделирование дифракционных картин графитоподобных материалов 116
3.4.1. Представления о субструктуре квазиграфитовых материалов 116
3.4.2. Влияние количества слоев на положение линии 002
на дифракционной картине графита 117
3.4.3. Влияние дефектов чередования слоев на дифракционные картины графитоподобных структур 119
3.4.4. Влияние тангенциальных отклонений слоев на дифракционные картины графитоподобных структур 122
3.4.5. Влияние нормальных отклонений слоев на дифракционные картины графитоподобных структур ,„.128
3.4.6. Модель структуры волокнистого углерода 128
3.5. Генезис микроструктуры оксида цинка в процессе механохимической активации 131
Заключение к главе 3 138
Глава 4. Наноструктура метастабильных форм оксида алюминия и некоторых алюмосодержащих двойных оксидов со структурой шпинели , 140
4.1. Метастабильные состояния в оксидах как объекты структурных исследований 140
4.2. Представления о структуре метастабильных форм оксида алюминия 142
4.3. Низкотемпературные формы оксида алюминия, полученные терморазложением бемита, псевдобемита, байерита и гиббсита 145
4.3.1. Особенности дифракционных картин низкотемпературных форм оксида алюминия 145
4.3.2. Приготовление образцов и их охарактеризование 147
4.3.3. Наноструктура образцов низкотемпературных форм оксида алюминия различного генезиса 148
4.3.4. Моделирование дифракционных картин низкотемпературных оксидов алюминия 157
4.3.5. Анализ особенностей уширения дифракционных пиков, наблюдаемого на рентгенограммах низкотемпературных оксидов алюминия ...158
4.3.6. Дефекты упаковки в плоскостях {111} 160
4.3.7. Дефекты смещения слоев в плоскостях {100} и {110} 165
4.3.8. Некоторые результаты анализа уширения рентгеновских дифракционных пиков 176
4.3.9. Соотношение интенсивностей дифракционных пиков парентгенограммах образцов для у-А^Оз и т)-А120з 179
4.3.10. О структуре х-А120з 187
4.4. Атомная модель дефектов упаковки в низкотемпературных оксидах алюминия и катиондефицитных шпинелях на их основе 191
4.4.1. Модель дефектов смещения слоев в плоскостях {110} 191
4.4.2. Алгомомагниевая шпинель. Условия получения и выбор образцов для исследования 193
4.4.3. Уточнение структурных параметров 194
4.4.4. Обсуждение результатов уточнения структуры 196
4.5. Некоторые результаты исследования наноструктурного устройства низкотемпературных оксидов алюминия 198
4.6. Трансформация структуры низкотемпературных оксидов алюминия в процессе термического воздействия 204
4.7. Сверхструктура в 5-А1гОз 208
4.8. Алюмомарганцевая система , 211
4.8.1. Постановка проблемы 211
4.8.2. Приготовление образцов и методы исследования 212
4.8.3. Генезис фазового состава 213
4.8.4. Микроструктура алюмомарганцевой фазы 218
4.8.5. Результаты высокотемпературного дифракционного исследования 221
4.8.6. Обсуждение результатов 226
Заключение к главе 4 233
Глава 5. Исследование структуры метастабильпых фаз оксида железа., 235
5.1. Исследование упорядочения катионных вакансий в y-Fe203 235
5.1.1. Постановка задачи 235
5.1.2. Эксперимент на синхротронном излучении 236
5.1.3. Результаты и их обсуждение 237
5.2. Особенности строения метастабильной модификации оксида железа (III) 241
5.2.1. Постановка задачи , 241
5.2.2. Получение протогематита термическим разложением кристаллических гидроксидов и солей и плазмохимическим методом 243
5.2.3. Влияние механохимического воздействия на свойства протогематита , 247
5.2.4. Строение протогематита 250
5.2.5, Особенности наноструктуры образцов протогематита,
ц\ полученных дегидратацией пластинчатого гетита 251
Заключение к главе 5 259
Глава 6. Исследование метастабильных состояний в некоторых двойных и тройных оксидных системах со структурой перовскита 260
6.1. Перовскиты , 260
6.2. Механохимический и механокерамический синтез двойных оксидов со структурным типом перовскита и браунмиллерита 262
6.3. Структура твердых растворов в системе Lai.4CaxFe03-s 269
6.4. Некоторые особенности формирования твердых растворов ф в системе Laj .кСахМпОз 274
6.5. Особенности формирования реальной структуры перовскитов состава (Lai x,Srx)Co03 g в области морфотропного фазового перехода 280
6.5.1. Постановка задачи 280
6.5.2. Экспериментальные данные 281
6.5.3. Обсуждение результатов 287
ЗАКЛЮЧЕНИЕ к главе 6 289
Глава 7. Структурный аспект метастабильных состояний в нанокристаллических оксидах металлов нестехиометрического состава 291
7.1. Постановка проблемы 291
7.2. Некоторые термодинамические представления 292
7.3. Варианты поведения неравновесной системы 295
7.4. Структурные механизмы стабилизации
неравновесных состояний. Классификация наноструктур 296
7.5. Границы существования нанокристаллического состояния 308
вещества.
Основные результаты и выводы 313
Список литературы
