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织构的测定原理
2015-03-06     作者:ETC      来源:ETC       浏览次数:

 

1极图

极图是一种描绘织构空间取向的极射赤面投影图。它是将各晶粒中某一低指数的{HKL}晶面和试样的外观坐标(例如轧面法向、轧向和横向,或与丝织构轴平行或垂直的方向)同时投影到某个外观特征面(例如轧面或与丝织构轴平行或垂直的面)的极射赤面投影图。对一个试样可用几种不同指数{HKL}的晶面分别测绘几个极图。每个极图用被投影的面指数命名。例如100极图、110极图、111极图等。对同一试样,不同指数的极图虽然其表现形式不同,但它们都反映同一个取向的分布状态,其分析结果应该是完全相同的。

 
2反极图
反极图也是一种极射赤面投影表示方法。与极图的区别在于,极图是各晶粒中{HKL}晶面在试样外观坐标系(轧面法向、轧向、横向)中所作的极射赤面投影分布图。而反极图是各晶粒对应的外观方向(轧面法向、轧向、横向)在晶体学取向坐标系中所作的极射赤面投影分布图。由于两者的投影坐标系与被投影的对象刚好相反,故称为反极图。因为晶体中存在对称性,故某些取向在结构上是等效的。对立方晶系,晶体的标准极射赤面投影图被{100}、{110}和{111}三个晶面簇极点分割成24个等效的极射赤面投影三角形,所以,立方晶系的反极图用单位极射赤面投影三角形[001]-[011]-[111]表示。六方晶系和斜方晶系的反极图坐标系和投影三角形分别为[0001]-[10 0]-[110],[001]-[100]-010]
 
3织构的取向分布函数
晶体取向分布是三维空间的,而极图和反极图都是通过极射赤面投影的方法,将三维空间分布的晶体取向在二维平面上表达出来。显然它们不能包含晶体取向分布的全部信息。1965年R.J.Roe和H.J.Bunge各自独立地同时提出织构分析的取向分布函数(Orietation Distribution Function)方法,简称ODF方法。该方法可将试样的轧面法向、轧向和横向三位一体地在三维晶体学取向空间表示出来。因而它能完整、确切和定量地表示织构内容。
 
4测量方法
测绘极图需要探测某一低指数晶面在试样的每个晶粒(至少是绝大多数晶粒)中的极密度。由于晶面极密度与其相应的衍射强度成正比,所以,实际测量的是各晶粒中某一{HKL}晶面的衍射强度。
为了探测{HKL}晶面各种取向的衍射强度,必须使试样能作各个方位的转动,以便使每个晶粒中的{HKL}晶面都有可能处于衍射方位,必须采用专门的织构测角仪。在织构测角仪上有三个自旋轴:测角仪轴,尤拉环中心轴和试样台中心轴。这三个自旋轴在测角仪平面上相交于一点,这个交点称为旋转中心。尤拉环中心轴可以以旋转中心为支点在测角仪平面内转动,试样台中心轴可以以旋转中心为支点在尤拉环中心环面内转动。根据上述布置,归纳起来试样可实现三种转动:(1) 绕测角仪轴转动,转动角用ω表示,(2)绕尤拉环中心轴转动,转动角用χ表示,(3) 绕试样台中心轴转动,转动角用表示。此外,计数器安装在2θ圆环上,也可以绕测角仪轴在测角仪平面内转动。上述四种转动相互配合,就可以从试样各个方位来探测各晶粒中{HKL}晶面的衍射强度。
现在一般的实验方法是用反射法测绘平板试样的多张不完整极图,通过计算得到取向分布函数(ODF)和反极图。
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