当前课程知识点:材料现代研究方法 > 第五章 X射线衍射技术的应用 > 5.4 织构的表征 > 织构的表征
同学你好
这节课我要讲的内容是织构的表征
首先咱们说材料
是由晶粒组成的
每个晶粒
都是一个单晶体
这个单晶体在不同的晶体学方向
它的力学性能电磁性能都不一样
它的力学性能电磁性能都不一样
表现出显著的差异
这种现象咱们称为各向异性
多晶体在它的形成过程当中
由于受到外界的力 热 电 磁等不同条件的影响
或者是在形成后受到不同的
加工工艺的影响
多晶体集合体中的各个晶粒
就会沿着某些方向排列
呈现出或多或少的统计不均匀性
也就是说出现在某些方向上聚集排列
因而在这些方向上取向的几率增大这种现象
这种现象咱们称为
择优取向
这种组织结构及规则聚集排列的状态
类似于天然纤维
或者植物的结构和纹理
故称之为织构
这就是织构这个概念的来历
就说
就是说多晶体在它制备以及后续热处理过程当中
它的某些晶粒的
某些晶向或者晶面会偏聚于某些方向上
这样在某些方向产生这种择优取向
具有择优取向这种组织
我们把它称为织构
这是它的概念
织构的类型
主要有两种
一个是咱们说的板织构
一个是丝织构
这个板织构
一般是采用轧面
及轧向所处的晶体学方向上来表示
为了具体的描述织构
常把择优取向的
晶体学方向和晶体学平面
跟多晶体的宏观坐标架关联起来
这个什么意思
就是说织构我描述它
就是说织构我描述它
我要定一个外观的坐标架
你比如说你轧制的时候
有轧制方向
有轧面的法线方向
还有轧制板材的横向
这三个作为一个
宏观的参考坐标系
同时我要考虑说的
在轧制方向上
是哪些晶体学方向平行这个方向的多
在轧面法线方向
是哪个晶面的面法向多
我们用晶体坐标系和
宏观的外观坐标系关联起来
来描述这个晶体的取向
对于轴向拉拔或者压缩的金属
或者多晶体中
往往是一个或几个结晶学方向平行于
或者近似平行于轴向
这种织构咱们称为丝织构或者纤维织构
它是什么特点
就是说你比如说拉拔状态的时候
就是说你比如说拉拔状态的时候
这个金属受到拉拔力的作用
它会产生什么现象
就是晶粒当中的某一个晶体学方向
平行于这个拉拔方向
这个咱们叫做丝织构
它用UVW来表示
UVW就是说UVW方向是平行于这个拉拔方向的
这是丝织构
那么对于材料当中的织构
我怎么来表示它
我们要表示这个织构
首先就要把
外观方向和晶体学方向给联系起来
外观方向你比如说拉丝的轴向
这是一类
还有什么轧板的轧向横向和法向
这是外观方向
有了外观方向
我才能定义说的我这个晶粒的取向在这里是怎么分布的
那么对于这个织构的表示
有很多种方法
比如用晶体学指数法
那就是我刚才讲的
比如板织构
我们表示方法可以用指数法
比如说(hkl)
比如说(hkl)
这就表示
平行于轧面的那个晶面
这个uvw就是hkl晶面当中
平行于轧向的那个晶体学方向
所以这是用指数法来表示
丝织构我们就用
比如说用uvw
来表示
比如表示平行拉拔方向
用这样来表示
这是用指数法直接就表示出来了
还有一种叫极图法
还有反极图法
以及等面积投影法
还有晶体三维取向分布函数
还有晶体三维取向分布函数
这几种形式来表示
直接极图法
也称正极图
它是什么它是把多晶体中每一个晶粒的
某一个低指数的晶面
hkl晶面
它的面法线相对于宏观坐标系
就是轧制的平面的面法线ND方向
轧制方向RD以及横向空间取向分布
进行极射赤道面投影来表示
实际上就是什么意思
比如说极图是我先把
宏观坐标架那几个方向
比如说这个里边我用这个作比例
这个方向就是RD
它的极射赤面投影在这
ND极射赤面投影在这
然后这TD方向在这
先把宏观坐标架下的这几个方向
投影到投影图上
在这个基础之上
我把这个材料当中
每个晶粒的hkl晶面
给它投影到
由这个RD ND和TD所组成的这个
取向空间当中
比如说110极图
就是说我把110晶面
它的面法线
极射赤面投影都投影在这个图上
那你得到的就是110极图
只是110面
200极图
就是我把200晶面的极射赤面投影
投影到这个图上
所以这个
咱们叫做极图
极图当然是规定了
就是说哪个晶面的极图
就是说哪个晶面的极图
比如这个图
这是一个
咱们说那个Goss织构
Goss织构就是{110}<001>
这个织构组分
这个织构组分它的110极图就是这样
它的200极图是这样
112极图是这样
这个以后咱们再讲
为什么是这样
这是告诉大家
这是一种表示方法极图
这是一种表示方法极图
还有一个是反极图
反极图就是试样的外观架
在晶体学空间中的
极射赤面投影
这个咱们称为反极图
那么反极图
一般来讲
我们有轧面法线的反极图
我们有轧面法线的反极图
RD反极图和TD反极图
一般来讲我们说的外观方向有三个
ND RD和TD
所以我们一般来说有
ND反极图也是轧面法线的反极图
还有RD反极图和TD反极图
对应的这样三个反极图
当然你可以
算出任意方向的反极图
这以后是ODF分析的一个内容
那么反极图实际上就是说我将这几个方向
在晶粒坐标系进行极射赤面投影
晶体学的坐标系当中
我们知道001 101和111这样构成一个取向三角形
我现在如果知道
ND分布的位置
比如说ND分布在这
那就证明现在
这个
轧面的面法线是与111方向重合的
RD如果在这个图当中
比如说在这个位置
RD在这
那RD就是113方向
所以从这个
反极图可以一下子就看出来这个材料
它的取向特征
对于立方晶系来说
我们可以采用这取向三角形来表示它
当然六方系
就不是这样的
其它的晶系大家参考书去看一看
我们可以采用反极图来表示这个织构的类型和组分
还有一个就是
三维取向分布函数ODF
ODF的优势是什么
它是一个三维取向分布的一个函数
它可以进行定量的织构分析
并能进行模拟计算
在这方面显示出来优势
它的表示方法和极图不一样
它是这样来规定的
比如对立方系来讲
三维取向函数它规定两套坐标系
一套坐标系是外观坐标系
外观坐标系是咱们说的那个
ND RD和TD外观坐标系
这是一个直角坐标系
同时我还有个晶体学坐标系
这晶体学坐标系
如果立方系来说
我可以用100 010和001三个方向来表示
那么我表示这晶体学取向的时候
实际上是通过这两个坐标系之间的一个
转动关系来表示的
转动关系来表示
这三个转动
咱们称为欧拉角
具体的它有两种划分方式
一个是Bunger系统
一个Roe系统
它们换成转动的方式有点差别
这个大家可以参考书看一看
如果说
不管是哪一个系统里
我们都可以
以三个转动的角度
就是绕着不同轴转动的角度
这个ψ θ和φ
构成一个空间咱们叫做欧拉空间
那么ODF就是说
在这个欧拉空间当中
每一个点上
它的取向密度
就说在这个欧拉空间ψ θ φ这个位置上有多少
晶粒
它的比重是多少
这咱们用它的取向密度来衡量它
当然取样密度越高
那么这个晶粒处于这个ψ θ φ这个位置
那么这个晶粒处于这个ψ θ φ这个位置
这个取向晶粒就多
这是三维取向分布函数的描述方法
这个三维取向分布函数
是通过
是通过
可以通过极图计算出来
我们对于立方系来讲
我可以采用三张不完整的极图
比如测到0到70度
三张不完整极图
可以算出ODF
所以这个
大家是以后可以参考一下
所以这个织构的表征大家就要清楚一下
就是哪几种极图反极图和ODF
就是哪几种极图反极图和ODF
好 这节课内容给大家介绍到这里
-1.1 晶体、空间点阵及晶体学参数
-1.2 倒易点阵
--布拉菲点阵
-1.3 晶体的宏观对称
--晶体的宏观对称
-1.4 晶体的微观对称
--晶体的微观对称
-1.5 倒易点阵
--倒易点阵
-1.6 倒易点阵的应用
--倒易点阵的应用
-1.7 晶体投影
--晶体投影
-1.8 晶体投影的应用
--晶体投影的应用
-1.9 单晶体标准投影图
--单晶体标准投影图
-1.9 单晶体标准投影图--作业
-2.1 X射线的产生
--X射线的产生
-2.2 X射线与物质的相互作用
-2.3 X射线的吸收限与滤波片
-2.4 连续X射线
--连续X射线
-2.5 特征X射线
--特征X射线
-2.5 特征X射线--作业
-3.1 一个电子对X射线的散射
-3.2 一个原子对X射线的散射
-3.3 简单晶体对X 射线的衍射
-3.4 复杂晶体对X射线的衍射
-3.5 爱瓦德作图法
--爱瓦德作图法
-3.5 爱瓦德作图法--作业
-4.1 粉末照相法
--粉末照相法
-4.2 多晶衍射仪
--多晶衍射仪
-4.3 多晶体衍射峰特征
--多晶体衍射峰特征
-4.4 多晶体衍射峰强度
--多晶体衍射峰强度
-4.5 多晶体花样分析
--多晶体花样分析
-4.5 多晶体花样分析--作业
-5.1 晶块尺寸与微观应力的宽化
-5.2 晶胞常数的精确确定
-5.3 宏观应力的测定
--宏观应力的测定
-5.4 织构的表征
--织构的表征
-5.5 织构的测定
--织构的测定
-5.6 织构分析
--织构分析
-5.7 物相定性分析
--物相定性分析
-5.8 物相定量分析
--物相定量分析
-5.8 物相定量分析--作业
-6.1 电子波与电磁透镜
--电子波与电磁透镜
-6.2 电磁透镜的像差与分辨率
-6.3 电磁透镜的景深和焦长
-6.3 电磁透镜的景深和焦长--作业
-7.1 透射电子显微镜的结构与成像原理
-7.2 透射电子显微镜主要部件的结构与工作原理
-7.3 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定
-7.4 透射电子显微镜样品制备
-7.4 透射电子显微镜样品制备--作业
-8.1 概述
--概述
-8.2 电子衍射原理
--电子衍射原理
-8.3 晶带定律与零层倒易截面
-8.4 倒易阵点的扩展与偏移矢量
-8.5 倒易阵点与电子衍射图的关系
-8.6 衍射斑点指数化
--衍射斑点指数化
-8.7 选区电子衍射
--选区电子衍射
-8.8 单晶电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定--作业
-9.1 衍射衬度成像原理
--衍射衬度成像原理
-9.2 消光距离
--消光距离
-9.3 衍衬运动学
--衍衬运动学
-9.4 衍衬动力学简介
--衍衬动力学简介
-9.5 晶体缺陷分析
--晶体缺陷分析
-9.5 晶体缺陷分析--作业
-10.1 电子束与固体样品作用时产生的信号
-10.2 扫描电子显微镜的构造和工作原理
-10.3 扫描电子显微镜的主要性能
-10.4 表面形貌衬度原理及其应用
-10.5 原子序数衬度原理及其应用
-10.6 电子探针仪的结构与工作原理
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用--作业




