Analiza prin Difracția Radiației X a Transformărilor Structurale a Unor Aliaje cu Temperatura

Capitolul I

Generarea radiaţilor X şi proprietăţile acestora

1 Producerea razelor X

Razele X sunt unde electromagnetice cu lungimi de undă cuprinse între Ǻ şi Ǻ Aceste radiaţii sunt generate ca rezultat al interacţiunii unui fascicul de electroni acceleraţi (având energii de 10÷200 keV) cu atomii unui material ţintă

Razele X, folosite pentru diferite scopuri, se obţin cu ajutorul tuburilor de raze X Un tub de raze X este o incintă vidată ( torr) în care se află doi electrozi, un catod cald(filament din wolfram) şi un anod între care se aplică o diferenţă de potenţial de 10÷200kV (fig 1 1) Electronii emişi de filament sunt acceleraţi de diferenţa de potenţial şi prin ciocnire cu anodul se emit radiaţii X Deoarece prin ciocnire cu anodul mai mult de 98% din energia electronilor incidenţi se transformă în căldură (restul fiind energie radiată sub formă de raze X), anodul este un bloc de cupru răcit cu apă, pe care este depus materialul anodic dorit (fig 1 1b) Pentru puteri mai mari (5÷60 kW se folosesc tuburi cu anod rotitor (fig 1 1c)

La tuburile de raze X folosite pentru studii structurale, electronii emişi de filament sunt focalizaţi, fiind bombardată cu electroni numai o suprafaţă dreptunghiulară a anodului (tuburi cu focar liniar Götze) Având în vedere că direcţia razelor X emise de anod face un unghi de aproximativ 6˚ cu faţa anodului (fig 1 2), suprafaţa radiantă a b văzută sub acest unghi, în direcţie perpendiculară pe latura a (respectiv b) are aria ab tg 6˚ a 0,1b (respectiv ba tg 6˚ b 0,1a) De exemplu, în cazul unui tub de raze X cu suprafaţa radiantă 1 10 mm2 se poate considera că fascicolele de raze X emise în cele două direcţii provin de la două surse cu dimensiunile de 1 1 mm2 şi 0,1 10 mm2; În acest caz tubul de raze X poate fi folosit ca sursă punctiformă sau ca sursă liniară de raze X

Figura 1 1

AT- autotransformator; R- reostat;

A – anod; TIT- transformator înaltă tensiune;

K – catod; TF – transformator alimentare filament;

F – fereastră de beriliu; S – suprafaţă de iradiere;

T- tub din sticlă;

1 1 Spectre de raze X : spectrul continuu şi spectrul caracteristic

Radiaţia X, produsă cu ajutorul tuburilor de raze X, este rezultatul interacţiunii electronilor acceleraţi cu atomii anodului Există două tipuri de interacţiuni, care conduc la apariţia unui spectru continuu sau a unui spectru caracteristic de linii

a Spectrul continuu Un electron care se deplasează cu viteză mare, poate fi frânat la trecerea prin câmpul electric intens al nucleului atomului ţintă şi ca rezultat al acestei interacţiuni, energia cinetică a electronului se transformă parţial sau integral într-un foton de radiaţie X, cu frecvenţa ν dată de ecuaţia lui Einstein:

∆E = (m/2) * (v12 – v22) = hν (1 1)

Radiaţia X produsă în acest mod nu depinde de natura atomului ţintă şi apare ca un spectru continuu, a cărui lungime de undă minimă depinde de energia maximă a electronilor