Структурный множитель для нейтронов имеет вид

Нейтронная дифракция успешно применяется в тех случаях, когда элементы имеют низкий порядковый номер Z, делающий их нечувствительными к рентгеновскому рассеянию. В частности, этот метод был использован для определения кристаллической струк­туры материалов, содержащих всдород. Это преимущество ней­тронной дифракции редко вызывает интерес у металловедов, за исключением разве случаев исследования структуры Till и ZrH. Значительно больший интерес проявляется к магнитному рассеянию нейтронов и определению направлений магнитных моментов отно­сительно кристаллографических направлений в решетке. Пробле­ма определения величины и кристаллографической ориентировки магнитных моментов весьма сходна с проблемой определения структуры вещества рентгеновским методом, за исключением того, что здесь возникает дополнительная необходимость определения на­правления магнитного момента. При определении кристаллической структуры мы ограничимся лишь анализом элементарной ячейки, т. е. установлением положения и типа каждого атома. При рассмот­рении магнитной структуры мы рассматриваем магнитную элемен­тарную ячейку, в которой необходимо установить положение, тип (или величину) и направление каждого магнитного момента. Воз­никающие при этом дополнительные трудности компенсируются получением ценной информации, о чем будет сказано ниже. Напри­мер, положение атомов обычно известно из рентгенографических работ, известно также, что магнитные моменты обусловлены глав­ным образом наличием d- или /-электронов, в соответствии с чем они обнаруживаются у переходных или редкоземельных элементов, для которых положения атомов в ячейке обычно известны. Ввиду этого задача сводится к отделению вклада магнитного рассеяния в брэгговские пики от вклада ядеэного рассеяния.
Структурный множитель для нейтронов имеет вид

(116)

F„l^a = |F,±F_M|’

(И7)

F„ = Spysin aye”' <М--+Ъ>/Ж«/о (118)
где плюс пли минус в уравнении (116) относится к рассеянному ней­трону, магнитный момент которого соответственно антипараллелен или параллелен магнитному моменту атома; а_у - угол между век­тором нейтронного рассеяния s и магнитным моментом атома /; pf — амплитуда магнитного рассеяния. Величины и Г_м имеют раз­мерность длины в отличие от аналогичных величин при рентгенов­ской дифракции |см. уравнение (77)1, где величина F безразмерна. При рентгеновской дифракции величина е“/тос~ — 0,282-10^—12 см, на которую необходимо умножить F при подсчете интенсивности, опускается.
Обычно нейтронографические исследования методом порошков производятся при симметричном прохождении пучка через отражен­ную плоскость, параллельную образцу, заключенному чаще всего между двумя тонкими ванадиевыми листами, которые сами по себе не дают брэгговских пиков, так как амплитуда когерентного рассея­ния ванадия почти равна нулю. Если образец полностью перекры­вает пучок нейтронов, структурный множитель связан с интеграль­ной интенсивностью уравнением
IF |« - , 1₁₉₎
где р — теоретическая плотность монолитного материала; р* — толщина порошкового образца, г/см²', е~^!1/ — степень поглощения пучка при прохождении его через образец (при 0 = 0), включая его обкладки; остальные обозначения те же, что и в уравнении (90). При использовании свободно насыпанных или даже спеченных по­рошков влияние пористости или текстуры обычно отсутствует вслед­ствие глубокого проникновения нейтронного пучка. Кроме того, амплитуды рассеяния р и b настолько меньше, чем в случае рентге­новской дифракции, что первичная и вторичная экстинкция прак­тически отсутствует в образцах из порошков с тонкостью помола 400 меш. Применение абсолютных эталонов или определение /₀ легко осуществляется путем использования порошкового алюми­ния или свинца в качестве абсолютного эталона, поскольку осталь­ные члены в уравнении (119) известны или могут быть определены. Обычно множители /₀, Л, /?², w и АЛ объединяют в одну «постоянную» дифрактометра. Если располагают образцом, недостаточным для перекрытия всего нейтронного пучка, то можно приготовить ци­линдрический образец, который перекрывает только часть пучка, причем уравнение (119) преобразуется путем замены sin² 20 на sin² 20/2, t на объем образца V (р' — плотность свободно пасыпа- ного порошка), /₀ на Р_о ие“*^,/^со*^в на множитель поглощения, взятый из таблиц Брэдли 1201.
Ряд порошковых нейтронограмм для металлов с о. ц. к.-решет­кой приведен на рис. 56. Если металл является немагнитным
191