X光衍射技术基础织构的测定.ppt
《X光衍射技术基础织构的测定.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《X光衍射技术基础织构的测定.ppt(47页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、X射线衍射技术第十二讲 织构的测定,织构及其表示方法,一、织构与织构分类 在所有材料中无机材料占大部分,其中单晶(如Si、GaAs、金刚石、单晶飞机叶片)很少,绝大多数材料是以多晶形式使用的。多晶材料中,如果每个晶粒的晶体学取向完全无序,则该材料的宏观性能是各相同性的。然而,许多材料经过轧制、拉伸、挤压等变形过程,或者即使不经过变形,如凝固、PVD、CVD、热处理等,各晶粒的晶体学取向会出现某些规律性,材料呈现出一定程度的各相异性织构。,织构的定义,一般认为多晶材料中,晶粒的晶体学取向会出现某些规律性;或者某些晶体学方向往材料外形的某些特定方向集中;或者某些晶体学面往材料外形的某些特定面集中;
2、或者晶体学方向和晶体学面都有某种程度的集中,则称该多晶材料中存在择优取向或织构,织构的存在有利有弊,优点:某些材料如硅钢片达到立方织构状态(又称高斯织构(100)),可以提高导磁率,减小变压器磁损失。,缺点:核反应堆中的U棒和石墨块中的织构。择优取向不利于原子反应堆中使用,,所以在材料的研究中有必要进行织构的测定,织构的晶体学特征,对于各相同性的多晶材料任一指数的干涉面在空间均匀分布形成一个均匀分布的球面,倒易结构是均匀分布的,因此德拜环是连续的;对于具有织构的材料,倒易结点在倒易球面上分布是不均匀的,如果用德拜法进行照相,德拜环是不连续的。这样我们就有可能利于X射线来探测织构的存在与否。,织
3、构的分类,织构的分类方法很多,而直接与XRD相关的是织构材料的晶体学特征:可以把织构分成两类:丝织构、板织构,丝织构:材料的个晶粒的某一个或几个晶体学方向倾向于平行于试样的某一特定方向。其它晶体学方向则以试样的特定方向为轴对称分布。,例如:具有丝织构铁丝,以标记方向与丝轴的夹角,为极点密度,则铁丝中相对于的分布如上图所示-极发布图。,织构的分类,板织构 材料的晶体学特征是各个晶粒的某一个或几个晶体学面倾向于平行于试样的某一特定面(如轧面),某一个或几个晶体学方向平行于试样的某一特定方向(如轧向)。,织构的表示方法,描述材料的织构状态就是描述材料中各个晶粒取向相对于材料外形之间的关系。到目前为止
4、,材料的织构状态除了用理想织构成分(有多少晶粒严格满足织构关系)、极分布图表示以外,还可以用极图(正极图、反极图)、三维取向分布函数来描述。,正极图,研究某试样的织构状态可以以试样外形(如轧面、轧向、横向等)为坐标,考察试样中任一特定的晶体学面族法线在该坐标中的分布。如果以极射投影的方式描述上述分布,就构成了正极图。正极图中投影面一般由外形坐标构成,也就是说,正极图是试样中某特定晶体学面族法线在试样外形坐标中分布的极射投影图。正极图是晶粒晶体学面在外形坐标上的投影正极图的名称是由所考察的面族的名称决定的,理想板织构正极图,如对于001理想板织构,其中001为轧面,为轧向,100极图 110极图
5、 111极图,NaCl单晶上Ag薄膜的晶体结构,理想丝织构正极图,理想丝织构,111极图 110极图,丝轴方向,丝轴方向,54.7o,45o,正极图,实际材料中不仅包含多种织构成分,而且围绕每种织构位置都有不同程度的极点离散度,所以它们的极图要比前面提到的要复杂得多。例如冷轧铝板(压下量95%),100极图 111极图,正极图,对于复杂织构,可以从实测的极图中确定材料包含何种理想织构成分确定试样中包含的理想织构成分就是考察试样外形的晶体学指数主要是利用标准投影中各种指数晶面之间的角度关系。,确定试样中包含的理想织构成分,以冷轧Al板100极图为例,用尝试法寻找试样的理想织构成分具体做法是使全部
6、100极点全部落入阴影区。,试样包含011和112成分。即大部分晶粒的011和112面平行于轧面,和方向平行于轧向,确定试样中包含的理想织构成分,又例如,Fe-50Ni合金冷轧并退火后再结晶织构的110织构为。,对比,反极图,反极图是1955年以后发展起来的一种表示织构的方法所谓反极图就是试样的某一外形方向在晶粒的晶体学坐标中分布的极射投影图,并以此外形方向命名反极图简言之:反极图是外形坐标在晶体学面上的投影,反极图,例如,挤压铝棒的轴向反极图,三个晶体学坐标分别为(001),(011),(111),从衍射线的等强度线可以看出挤压铝棒中大多数晶粒的001和111法向平行于棒轴。即具有+丝织构或
7、者说具有和丝织构成分。,反极图,对于不同的晶系,晶体学坐标的取法依晶系而异,一般取(001)标准投影中的一个由主要晶体学极点构成的三角形。如:,立方晶系 六方晶系 正交晶系,三维取向分布函数(ODF),用一张正极图或反极图都难以完全确定材料的织构状态。因此,于1965年出现了一种新的方法来描述材料的织构状态,这就是三维取向分布函数法,简称ODF。,所谓ODF方法是在试样上取一外形直角坐标,同时在各个晶粒上都取一晶体学直角坐标,考察两类坐标之间的角分布关系。,三维取向分布函数(ODF),例如:在试样上固定一直角坐标OABC,某一晶粒上固定一个晶体学直角坐标OXYZ,这个取向关系可以用三个角(欧拉



- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 衍射 技术 基础 测定

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5701373.html