机械合金化Fe60Ni40纳米系统微结构的EXAFS和XRD测量

论文摘要

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品格畸变和缺陷，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Fe60Ni40合金，并用EXAFS和XRD方法分别研究了退火前后MA Fe60Ni40系统的微结构。结果表明：粉末Fe60Ni40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品格畸变和缺陷，还能促进Fe-Ni原子的固溶。

论文目录

• 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