Рентгеноструктурный анализ (Цементит)

[Sergei000]

Здравствуйте, у меня такой вопрос: имеется дифрактограмма стали, из неё я определил наличие феррита (с параметрами) и цементита.
С "ε-цементитом" возникли проблемы в определении постоянных решеток. В качестве эталона для цементита взял межплоскостные расстояния (d), из справочника Миркина, для ε-Fe3C(Гексагон). В excel я посчитал постоянные решетки "a;c" и сравнил эти расстояния из другого справочника для Fe2С (ε-карбид), эти значения сильно отличаются. Подскажите в чем может быть мой недочет?

"a;c" считал по формуле для гексагональной сингонии: 1/d^2 = 4*(H^2+H*K+K^2)/(3*a^2)+L^2/c^2

[ИСН]

Фотки в студию.

[Sergei000]

Расчет параметров из справочника Миркина для е-цементита.
2Ɵ_____________ λ ____________ Ɵ____________ sin(ө)____________ d______sin^2(ө)/..._____х12____ h k l
17,28577622____ 7,093E-11____ 8,642888108____ 0,150275423____ 2,36E-10____ 1____________ 12 ____ 2 2 2
18,90034484____ 7,093E-11____9,450172419____ 0,164189814_____ 2,16E-10____1,19 ________14,04 ____3 2 1
25,61266236____ 7,093E-11____12,80633118____ 0,22165625______1,6E-10 ____ 2,17_________26,04____4 3 1
30,23175665____ 7,093E-11____15,11587832____ 0,260772058_____ 1,36E-10____ 3 ___________36 ____ 4 4 2
33,51640284____ 7,093E-11____16,75820142____ 0,288333333_____ 1,23E-10 ____3,68__________45 ____ 5 4 2


а(ср)=7,47*10^(-10) - мой расчет
c(ср)=10,13*10^(-10) - мой расчет

а(ср)=6,27*10^(-10) - данные из справочника "Банных.Диограммы состояний"
c(ср)=2,14*10^(-10) - данные из справочника "Банных.Диограммы состояний"

[Sergei000]

В справочнике Миркина я взял "d" и посчитал hkl, а,с. Из справочника "Банных.Диограммы состояний" я взял значения готовых а и с. Вот эти а и с не сходятся.

[Alex K]

В справочнике Миркина я взял "d" и посчитал hkl, а,с. Из справочника "Банных.Диограммы состояний" я взял значения готовых а и с. Вот эти а и с не сходятся.

Таки Fe3C или Fe2C? Для первого в ICDD (певые 40 яшиков) находится только орторомбик с параметрами 4.52, 5.07, 6.74...
И на то, что Вы вывесили, дифрактограммы ни Fe3C, ни Fe2C не похожи.

[ИСН]

Ох. Эх. А теперь мы сами с линеечкой должны ходить по этой дифрактограмме, да? Выпишите толком нормальные экспериментальные 2θ пиков, они же у Вас есть где-то, наверное? А то сейчас в списке есть пики на 18.9° и 30.2°, которые не соответствуют ничему на картинке, зато на ней виден пик примерно на 14°, которого нет в списке.
И кончайте писать всюду эти десять в минус десятой, есть же прекрасная буква Å.

[Sergei000]

Как я понимаю для цементита нет точной формулы, иногда пишут FexC или Fe3C, или Fe2C.

[Sergei000]

В прикреплённом файле мои расчеты

[Alex K]

Как я понимаю для цементита нет точной формулы, иногда пишут FexC или Fe3C, или Fe2C.

На диаграммах, которые видел, Fe3C рисуется без области гомогенности, правда он там - граничная фаза. В любом случае у Вас в контакте с Fe (и при высокой температуре) должен быть самый богатый железом карбид. Или не так? По ТД равновесной фазой является вообще графит, Fe3C метастбилен...

[ИСН]

В Вашем файле чёрт ногу сломит из-за обилия всяких #DIV/0!, #VALUE!, #NUM!, лямбд (зачем её копировать в 100500 мест, когда есть $-синтаксис Excel?) и безумных степеней. Но это ладно. По сути: пики неизвестной фазы зелёными палками описываются плохо (то есть фаза скорее всего не та), для нахождения ячейки без дополнительной информации их недостаточно, значит, надо смотреть по справочнику, какие ещё бывают фазы. Я не сталевар, сам их не помню.

[Ulens]

Эм, а что за образец-то? Как на счет напряжений, текстуры и прочего?:) Сталь-то это же не Fe-C, есть еще легирующие элементы, которые могут входить в цементит Так что просто сравнивать - бессмысленно. Надо вводные слова

[Sergei000]

Состав образцов: Сталь электротехническая сернистая марки 2411, тонколистовая холоднокатаная изотропная сталь, предназначенная для магнитных цепей электрических машин, аппаратов и приборов. Сумма массовых долей легирующих элементов (кремния и алюминия) от 2,8 до 3,8 % (ГОСТ 21427.2-83).
Реннтгеноспектральный анализ показал наличие железа, и в малых количествах углерода, алюминия и кремния.

Так как % легирующих элементов низкий, то врядли будет наблюдаться струтура этих соединений. Я сравнивал дифрактограммы легирующих элементов с полученном графиком, ничего хорошего из этого не получилось. Сравнил с рефлексами графита, то же не совпадает. Остаются только феррит и цементит.

По поводу напряжений, образцы полировались плазмой, поэтому напряжения есть.

[Alex K]

Состав образцов: Сталь электротехническая сернистая марки 2411, тонколистовая холоднокатаная изотропная сталь, предназначенная для магнитных цепей электрических машин, аппаратов и приборов. Сумма массовых долей легирующих элементов (кремния и алюминия) от 2,8 до 3,8 % (ГОСТ 21427.2-83).
Реннтгеноспектральный анализ показал наличие железа, и в малых количествах углерода, алюминия и кремния.

Так как % легирующих элементов низкий, то врядли будет наблюдаться струтура этих соединений. Я сравнивал дифрактограммы легирующих элементов с полученном графиком, ничего хорошего из этого не получилось. Сравнил с рефлексами графита, то же не совпадает. Остаются только феррит и цементит.

По поводу напряжений, образцы полировались плазмой, поэтому напряжения есть.

а двойные фазы в системах Fe-Si и Fe-Al смотрели?

[Ulens]

Эээ, исходя из банальной логики - у вас электротехническая магнитомягкая сталь, легированная 3-4% Si, соответственно основная фаза - кремнистый феррит (твердый раствор кремния в ОЦК-железе). Углерода там по минимуму, так что никакие карбиды вы без хитрых ухищрений (рентгеноструктурный анализ например осадков после растворения стали) не увидите. Если вы плазмой травили (ионное травление) то наоборот напряжений нет. Если вы плазмой обрабатывали (плазменное легирование или какие-то процессы поверхностного плавления-перемешивания), а потом прямо эту поверхность смотрели - то все зависит от состава плазмы, ищите соответствующие фазы.
Что за плазма и какая задача?:)
ПС Ни графит, ни тем более кремний или алюминий тут ни причем)))) а для появления упорядочения - маловато кремния )))

[Alex K]

Эээ, исходя из банальной логики - у вас электротехническая магнитомягкая сталь, легированная 3-4% Si, соответственно основная фаза - кремнистый феррит (твердый раствор кремния в ОЦК-железе). Углерода там по минимуму, так что никакие карбиды вы без хитрых ухищрений (рентгеноструктурный анализ например осадков после растворения стали) не увидите. Если вы плазмой травили (ионное травление) то наоборот напряжений нет. Если вы плазмой обрабатывали (плазменное легирование или какие-то процессы поверхностного плавления-перемешивания), а потом прямо эту поверхность смотрели - то все зависит от состава плазмы, ищите соответствующие фазы.
Что за плазма и какая задача?:)
ПС Ни графит, ни тем более кремний или алюминий тут ни причем)))) а для появления упорядочения - маловато кремния )))

Там по рентгену есть неферритные пики. Так что какие-то фазы кроме a-Fe есть. На цементит не очень похожие. Углерод по РСМА мог вылезти, например, как след от пальчика оператора. Особенно, если его "мало". На фоне тяжелого железа он при стандартных условиях съемки и расчета безбожно завышается.

[Sergei000]

Эээ, исходя из банальной логики - у вас электротехническая магнитомягкая сталь, легированная 3-4% Si, соответственно основная фаза - кремнистый феррит (твердый раствор кремния в ОЦК-железе). Углерода там по минимуму, так что никакие карбиды вы без хитрых ухищрений (рентгеноструктурный анализ например осадков после растворения стали) не увидите. Если вы плазмой травили (ионное травление) то наоборот напряжений нет. Если вы плазмой обрабатывали (плазменное легирование или какие-то процессы поверхностного плавления-перемешивания), а потом прямо эту поверхность смотрели - то все зависит от состава плазмы, ищите соответствующие фазы.
Что за плазма и какая задача?:)
ПС Ни графит, ни тем более кремний или алюминий тут ни причем)))) а для появления упорядочения - маловато кремния )))

Плазменная обработка(многоканальный разряд в тех. воде) производилась для полировки образца, в последствии мы хотели выяснить какие качества получил или потерял образец.
Спасибо об упоминании кремнистого феррита (Fe3Si), попробую поискать его данные в справочниках, но пока они мне не попадались.

[Ulens]

Эм я не то имелл ввиду Я хотел сказать что - а) параметр решетки феррита будет другим (вроде бы значительно меньше) из-за растворенного в нем кремния; б)что в вашей стали мало углерода и вы не должны видеть цементит рентгеновским способом (если он там вообще есть ) и в) что пики неизвестной вам фазы связаны скорее всего с фазой на поерхности, возникшей в результате вашей плазмо-химической обработки. Снимите дифрактограмму со шлифа, желательно электрополированного. Наверное разряд в в воде должен привести к образованию на поверхности оксидной пленки..или нет?))) В общем в понедельник гляну на работе.

[Alex K]

Эээ, исходя из банальной логики - у вас электротехническая магнитомягкая сталь, легированная 3-4% Si, соответственно основная фаза - кремнистый феррит (твердый раствор кремния в ОЦК-железе). Углерода там по минимуму, так что никакие карбиды вы без хитрых ухищрений (рентгеноструктурный анализ например осадков после растворения стали) не увидите. Если вы плазмой травили (ионное травление) то наоборот напряжений нет. Если вы плазмой обрабатывали (плазменное легирование или какие-то процессы поверхностного плавления-перемешивания), а потом прямо эту поверхность смотрели - то все зависит от состава плазмы, ищите соответствующие фазы.
Что за плазма и какая задача?:)
ПС Ни графит, ни тем более кремний или алюминий тут ни причем)))) а для появления упорядочения - маловато кремния )))

Плазменная обработка(многоканальный разряд в тех. воде) производилась для полировки образца, в последствии мы хотели выяснить какие качества получил или потерял образец.
Спасибо об упоминании кремнистого феррита (Fe3Si), попробую поискать его данные в справочниках, но пока они мне не попадались.

скиньте дифрактограмму на jpgом, а текстовым файлом (всю дифрактограмму, а не только пики) - попробую глянуть по базе ICDD.

[Sergei000]

В прикреплённом файле спектр стали. Я переименовывал эти файлы в формат txt, открывал через блокнот.