Особенности структуры алюминиевых сплавов

Многие особенности структуры, наблюдаемые в световом микроскопе, можно более подробно исследовать в электронном микроскопе. Кроме того, электронный микроскоп дает возможность получить такую информацию, которая просто недоступна в световом микроскопе. Так, электронный микроскоп позволяет наблюдать, кроме обычной зеренной структуры, субзерна и дислокационную структуру и в случае необходимости определить кристаллографическую ориентировку, используя электронные дифрактограммы.

Границы зерен, наклонные к электронному лучу, обычно имеют вид полос, ширина которых может быть рассчитана в соответствии с используемым увеличением. Ширина полосы определяется углом между границей зерна и направлением падающего луча и углом наклона образца. Границы зерен по всей длине имеют четкое окаймление в виде бахромы, появление которого является результатом дифракции электронов. Количество и степень контраста такой бахромы меняются в зависимости от условий дифракции, т.е. от угла наклона образца.

Электронный микроскоп позволяет наблюдать сетки дислокаций, образующиеся в процессе деформации, и последующие изменения структуры, происходящие при возврате и рекристаллизации. Искажения решетки, связанные с дислокациями, вызывают изменения условий дифракции, создавая дислокационный контраст. Обычно дислокации выглядят как линии, которые выходят на поверхность образца; в некоторых случаях дислокации образуют петли и геликоиды. Наилучшим является темнопольное изображение дислокаций в слабом пучке. Полученное этим методом изображение дает представление о структуре материала с наибольшей степенью искажения решетки вблизи дислокаций. Указанный метод используется также для изучения полей деформации у зон Гинье - Престона и мельчайших когерентных выделений (рис. 3.52). Зоны представляют собой исключительно малые скопления растворенных атомов в твердом растворе и являются предшественниками выделений. Изучение мельчайших выделений и дисперсоидов часто проводят с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Размер выделений и распределение частиц в субструктуре можно определить, используя стандартные методики. Частицы дисперсоидов часто располагаются по границам зерен и субзерен, на дислокациях или на поверхностях раздела с другими частицами. Частицы некоторых типов беспорядочно располагаются в матрице, хотя их зарождение может быть связано с точечными дефектами, например вакансиями.

Определенные частицы имеют свою характерную форму и могут быть идентифицированы именно по этому признаку. Если это невозможно или в случае необходимости более определенной идентификации, используется метод электронной дифракции на тонких фольгах, позволяющий получить информацию о кристаллической структуре, ориентировке и составе частиц (рис. 3.53). Микроанализ тонких фолы может быть также использован в некоторых случаях для определения концентрации элементов в твердом алюминиевом растворе. Высокая разрешающая способность (< 50 нм) просвечивающего сканирующего электронного микроскопа позволяет определить состав матрицы между частицами дисперсоидов. Этим же методом можно исследовать изменение концентрации элементов в приграничных зонах.