Vývoj nových metod in-situ rentgenové a neutronové difrakce pro studium technických materiálů

Difrakční a zobrazovací metody mohou být využity k neinvazivní rekonstrukci polykrystalické mikrostruktury technických materiálů a k určení distribuce fází a vnitřních napětí v mechanicky zatěžovaných polykrystech. Metody vešly ve známost pod názvem 3D-XRD a 3DND mikroskopie.  Zabýváme se vývojem takových experimentálních metod [1-3] v rámci české účasti na výstavbě Evropského neutronového v Lundu ve Švédsku  ve spolupráci s renomovanými odborníky z ESRF Grenoble, PSI, DTU,ESS. Získali jsme grant na podporu PhD studia P. Sedmáka pro vývoj metody 3D-XRD v ESRF [1]  a dlouhodový grant na vývoj těchto metod v rámci české účasti v ESS [2,3] pomocí pravidelného experimentování na TOF diffraktometru SENJU v J-PARC v Japonsku v letech 2020-23.

Popis

Použití metody Laue 3DND k 3D rekonstrukci mikrostruktury oligokrystalu feromagnetické slitiny CoNiGa. Příklad difrakčního záznamu extrudovaného vzorku  (a) a tepelně zpracovaného vzorku  (b), c) Rekonstrukce mikrostruktury tepelně zpracovaného vzorku  ve 3D prostoru. Barva zrna značí orientaci krystalové mřížky na základě inverzního pólového obrazce, d) IPF popisující orientaci krystalové mříže 18 složkových zrn oligokrystalu.

[1] P. Sedmák, J. Pilch, L. Heller, J. Kopeček, J. Wright, P. Sedlák, M. Frost, P. Šittner, Grain-resolved analysis of localized deformation in nickel-titanium wire under tensile load, Science 353, (2016)559-562, https://doi.org/10.1126/science.aad6700

[2] A. Careser, S.Schmidt, P.M. Kadletz et al, Time-of-Flight Three Dimensional Neutron Diffraction in Transmission Mode for Mapping Crystal Grain Structures, Nature Scientific Reports 7(2017)9561 https://doi.org/10.1038/s41598-017-09717-w

[3] Marc Raventós, Michael Tovar, Marisa Medarde, Tian Shang, Markus Strobl, Stavros Samothrakitis, Ekaterina Pomjakushina, Christian Grünzweig, Søren Schmidt, Laue three dimensional neutron diffraction, Scientific Reports, 9, (2019) 4798, https://doi.org/10.1038/s41598-019-41071-x