《材料的结构织构》PPT课件

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1、材料的结构（7）-晶体的织构西南石油大学《材料科学与工程》一级学科研究生学位课程任课教师：李春福晶体取向与多晶体织构晶体投影晶体取向晶体学织构X射线衍射法测织构极图分析取向分布函数取向分布函数计算原理织构分析晶体投影概念：把三维晶体结构中的晶向和晶面位置关系和数量关系投影到二维平面，称为晶体投影。目的：为了方便地研究晶体中各晶向、晶面、晶带以及对称元素之间的关系。种类：有球面投影、极射赤面投影、心射投影等。1、球面投影取一相对晶体尺寸其半径极大的参考球，将安放在球心上的晶体的晶向和晶面投影到球面上，称为球面投影。晶向迹式球面投影：将晶向延长与球面相交一点

2、，为该晶向迹点。晶面极式球面投影：由球心引晶面法向交投影球于一点，为晶面极点。晶体投影球面坐标的标记晶向、晶面之间的角度关系通过球面上的经纬度表示，类似于地球仪。有经线、本初子午线、纬线、赤道。任一经线与本初子午线间夹角叫经度，用标记。本初子午线的经度为0。从N极沿子午线大园向赤道方向至某一纬线间的弧度，叫极距，用标记。赤道的极距为90。投影点的球面坐标为(,).晶体投影2、极射赤面投影将球面投影再投影到赤道平面上去的一种投影。投影方法如图所示。晶体投影3、标准投影：选择晶体中对称性高的低指数晶面，如（001）、（011）等作为投影面，将晶体

3、中各个晶面的极点都投影到所选的投影面上，这样的投影图称为标准投影图。晶体投影立方晶系标准投影图晶体投影立方晶系标准投影图晶体投影六方晶系标准投影图，轴比c/a=1.86晶体投影4、极射投影上晶面（向）位向关系的度量极式网：将经纬线坐标网，以它本身的赤道平面为投影面作极射赤面投影，所得的极射赤面投影网。它不能测量落在不同直径上的点之间角度。吴里夫网：将经纬线网投影到与经纬线网NS轴平行的投影面上，作出的极射赤面投影网。标准极式网和吴氏网直径为20cm，大园弧与小圆弧互相均分的角度间隔为2。晶体投影极式网吴氏网晶体投影5、吴氏网的应用测量两极点夹角晶带和晶

4、带轴的位置关系两晶面夹角测量绕轴转动的操作晶体取向不同测试方法所得结果比较：X-射线衍射:样品表层（100m上下）平均EBSD:样品表面（1m上下）各点中子衍射:体样平均晶体取向（Orientation(g)）:晶体取向是指平行于外观参考系的晶体方向;外观参考系一般取材料的几何特征方向或加工特征方向.取向差（Misorientation(Dg)）:一个晶粒相对于其周边其它晶粒的取向差别.有时也用disorientation.晶体取向1、晶体取向的一般定义方法初始取向一般取向用具有初始取向的坐标系转到与一实际晶体（粒）坐标系重合时所转动的角度来表达该实

5、际晶体（粒）的取向。若把一个多晶体或任一单晶体放在坐标系A内，则每个晶粒坐标系的<100>方向通常不具有初始取向，而只具有一般取向。设空间有一个参考直角坐标系A：0-XYZ和一个立方晶体坐标系，当晶体坐标系的三个坐标轴分别取为：[100]//X轴，[010]//Y轴，[001]//Z轴，把这种排布方式叫初始取向e。晶体取向2、晶体取向的表达方式对于初始取向有：用晶体的某晶面、晶向在参考坐标系中的排布方式来表达晶体的取向。如在立方晶体轧制样品坐标系中用(hkl)[uvw]来表达某一晶粒的取向，这种晶粒的取向特征为其(hkl)晶面平行于轧面，[uvw]方向平

6、行于轧向，还可以用[rst]=[hkl][uvw]表示平行于轧板横向的晶向，从而构成一个标准正交矩阵，若用g代表这一取向，则：NDTDRD晶体取向Bunge定义的欧拉角：从起始取向出发，按1、、2的顺序所作的三个转动，可以实现任意晶体取向，因此取向g可以表示成：g=(1，，2）显然对于起始取向e有：e=(0,0,0)取向的欧拉转动[010]晶体取向两种取向表达式的换算关系为：9个变量中只可能有3个变量是独立的，3个欧拉角刚好反映出了取向的3个独立变量。晶体学织构单晶体在不同晶体学方向上的力学、电学、磁学、光学、耐腐蚀甚至核物理等方面的性能表

7、现出显著差异，称为各向异性。多晶集合体在宏观不同方向上表现出各种性能相同的现象称为各项同性。多晶体中数目众多的晶粒无序均匀分布是其各向同性的组织结构保证。在一般多晶体中，每个晶粒有不同于相邻晶粒的结晶学取向，从整体上看，所有晶粒的取向是任意分布的；在某些情况下多晶体的晶粒在不同程度上围绕某些特殊的取向排列，就称为择优取向或织构。1、概念晶体学织构2、织构的种类宏观织构(macrotexture)：多晶体中的晶粒被看作是单一的统计集体而不涉及局域空间中任何特定晶粒及与其相邻晶粒之间的关系。微观织构(microtexture)：所有晶粒中每个晶粒的取向、取向

8、特征以及相对于近邻晶粒之间取向差程度的测定。宏观织构的类型有：纤维织构(fibe