第七章 多晶体织构的测定VIP免费

第七章多晶体织构的测定【教学内容】1．织构及其表示方法。2．丝织构指数的测定。3．正极图与反极图的获得与分析。【重点掌握内容】1．极射赤面投影法。2．丝织构指数的测定。3．正极图与反极图的测定与分析。【了解内容】织构的种类和表示方法。【教学难点】极射赤面投影法。【教学目标】1．了解利用X射线衍射分析方法测定多晶体织构的意义、原理和方法。2．培养学生善于利用织构测定方法解决实际问题的能力。【教学方法】以课堂教学为主，并通过一定的习题练习，使学生了解X射线衍射分析方法在多晶体形变的各种织构的测定方法。多晶体材料在制备、合成及加工等工艺过程形成择优取向，即各晶粒的取向朝一个或几个特定方向偏聚的现像，这种组织状态称为织构。如材料经拉拔、轧制、挤压、旋压等压力加工后，由于塑性变形中晶粒方位转动、变形而形成形变织构；退火后又产生不同冷加工状态的退火织构（或再结晶织构）：铸造材料具有某些晶向垂直于模壁的组织特点，电镀、真空蒸镀、溅射等方法制备的薄膜材料也表现出特殊的择优取向。不仅金属、在陶瓷、天然岩石、天然和人造纤维材料中都存在织构，所以说择优取向在多晶材料中几乎是无所不在的。织构使多晶体材料的物理、力学、化学性能发生各向异性，这种性质有时是有害的，如冷轧钢板的择优取向使用它制成的冲压件出现“制耳”和厚度不均匀以致折皱的疵病；而有时又是有益的，如冷轧硅钢片经适当退火得到的“高斯织构”有利于减小磁损，织构还可以作为一些材料的强化方法加以利用。因而测定织构并给它一定的指标是材料研究的一个重要方面，多处来X射线衍射是揭示材料织构特征的主要方法。近年来背散射电子衍射（EBSD）法在结构测定上亦得到广泛应用。本章介绍织构的分类以及其表达和测定方法。因要涉及晶体空间方位关系的表示，需先介绍一种特殊的投影方法——极射赤面投影法。第一节极射赤面投影法极射赤面投影法：为了在平面上表达三维晶体中晶面、晶向的方位以及它们之间的角度关系，目前最常用方法是极射赤面投影。一、极射赤面投影法的特点极射赤面投影（见图7-1）法的特点如下：1．被投影的晶体置于一参考球的球心O‘，并假定晶体的所有晶向、晶面都通过该球心。2．投影线为射线，取参考球面上一点B为投影点，投影面是垂直于通过B点的参考球直径的任一平面，图中取与参考球相切的平面。过参考球心O‘且平行于投影面的平面与球O‘相交成一大圆（N’E‘S’W‘），连接B点与大圆上各点的直径与投影面交点所构成的圆称基圆（圆O，即大圆的投影），晶体的所有投影点都在此投影基圆内。3．晶面与晶向的投影用下述方法获得：取晶向（若求晶面投影则取其法线）延长与参考球相交，交点称露出点，如图7-1中之P，从投影点B出发到P‘点作投射线，此射线与投影面的交点即晶向或晶面投影点，亦称极点，如图7-1中P点。若露出点在右半球面上，则其极点将投射到基圆之外，此时可将投射点移到左半球BO直径另一端，投影面也相应易位，再行投影，所得极点用与前者不同的符号标注。另外，一个平面还可用它的延伸面与参考球相交的迹径来代表，这个迹径是个大圆，显然它的投影是以基圆直径为弦的大圆弧。顺便指出，若平面不通过参考球心则与参考球相交成小圆，投影亦为一小圆。二、乌氏网为确定极射面投影图上极点的位置以及测量极点间的夹角关系，需为其建立一个坐标网，这就是乌氏网。乌氏网就像地球的经纬线，由刻划在参考球上的网络投影而来（见图7-2a）。取参考球一直径NS为南北极，通过球心O‘并垂直于NS的大圆为赤道，平行于赤道大圆的一系列等角距离的平面与参考球相交形成纬线，通过NS轴等距离平面形成经线。若以赤道平面上一点为投射点，投影面平行于NS轴就得到如图7-2b所示的乌氏网；若以N或S为投射点，而投影面平行于赤道平面，则得到如图7-2c所示的极网。乌氏网和极网的基圆直径可做成任意尺寸，其网格的角间距多为20。乌氏网是确定晶体方位和测量晶向晶面间夹角的工具，在应用中要注意一些基本原则和方法。1．被测量的晶体投影图的基圆直径应与乌氏网相同，投影图画在透明纸上，将其与乌网叠放并中心重合。2．某极点M的位置可用它的经度...