微观应力测定教案.ppt

9-3纳米晶形貌和晶粒生长机制 ? 下图是根据Popa理论得到的不同反应温度下湿法直接制备Co3O4样品的复合晶粒形状图，由图可知晶粒形状有立方体，球体和八面体三种。 ? 分析结果表明，Co3O4的复合晶粒形状取决于 100晶面与111晶面生长速度， 111晶面生长速 度快于100晶面，平均晶粒外形是立方体；二 者生长速度相当时，形成圆球状外形； 100晶 面生长速度快于111晶面时，则形成八面体外 形。Co3O4晶体的111 晶面是氧密堆积最高的 晶面，对NH4+的吸附能力强于其它晶面。体 系中NH4+浓度随制备温度升高而增加，相应 地，111晶面生长速度，逐渐由快于100晶面转 变为慢于100晶面，导致Co3O4晶粒外形由立 方向球形和八面体转变。 织构的测定 1 织构定义 ： 单晶体在不同的晶体学方向上，其力学、电磁、光学、耐腐蚀、磁学甚至核物理等方面的性能会表现出显著差异，这种现象称为各向异性。多晶体是许多单晶体的集合，如果晶粒数目大且各晶粒的排列是完全无规则的统计均匀分布，即在不同方向上取向几率相同，则这多晶集合体在不同方向上就会宏观地表现出各种性能相同的现象，这叫各向同性。 然而多晶体在其形成过程中，由于受到外界的力、热、电、磁等各种不同条件的影响，或在形成后受到不同的加工工艺的影响，多晶集合体中的各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分布，即出现在某些方向上聚集排列，因而在这些方向上取向几率增大的现象，这种现象叫做择优取向。这种组织结构及规则聚集排列状态类似于天然纤维或织物的结构和纹理，故称之为织构。织构测定在材料研究中有重要作用。 2 织构类型 ： 为了具体描述织构 (即多晶体的取向分布规律)，常把择优取向的晶体学方向 (晶向) 和晶体学平面 (晶面) 跟多晶体宏观参考系相关连起来。这种宏观参考系一般与多晶体外观相关连，譬如丝状材料一般采用轴向；板状材料多采用轧面及轧向。多晶体在不同受力情况下，会出现不同类型的织构。 轴向拉拔或压缩的金属或多晶体中，往往以一个或几个结晶学方向平行或近似平行于轴向，这种织构称为丝织构或纤维织构。理想的丝织构往往沿材料流变方向对称排列。其织构常用与其平行的晶向指数UVW表示。 某些锻压、压缩多晶材料中，晶体往往以某一晶面法线平行于压缩力轴向，此类择优取向称为面织构，常以{HKL}表示。 轧制板材的晶体，既受拉力又受压力，因此除以某些晶体学方向平行轧向外，还以某些晶面平行于轧面，此类织构称为板织构，常以{HKL}UVW表示。 3 织构的表示方法： 择优取向是多晶体在空间中聚集的现象，眼睛难于准确判定其取向，为了直观地表示，必须把这种微观的空间集聚取向的位置、角度、密度分布与材料的宏观外观坐标系（拉丝及纤维的轴向、轧板的轧向、横向等）联系起来，就可直观地了解多晶体微观的择优取向。 晶体X射线学中，织构表示方法有没多种，如晶体学指数、直接极图、反极图、等面积等。 常见的材料织构：有铸造织构、形变织构、再结晶织构、生长织构和相变织构等 。其中以形变织构与再结晶织构研究得较多 。 依形变方式不同，形变织构可分为丝织构、挤压织构、锻造织构和轧制织构。每种形变织构中含有若干织构组分 。 金属经冷变形后退火若发生再结晶，往往形成再结晶织构 。 材料的织构将导致宏观性能的各向异性。 材料科学与工程上织构的研究主要包括： 织构的实验技术与模拟测算技术； 形变织构，再结晶织构，相变织构，薄膜织构等与成分，组织结构和工艺参数的关系； 织构与性能（力学、电磁学、深冲和腐蚀性能等）的关系； 织构的工业应用和在线监测监控等低分辨织构分析等诸方面； 织构测量技术 一般带有欧拉环的测角仪均可进行织构测量； 测量时通常采用反射法； 新的织构测量技术包括用能量色散探测器，位敏探测器以及面探测器用于替代一般的正比探测器等。使织构的测量效率及测量范围等得以进一步的提高； 此外可采用EBSD进行微区织构分析，能够揭示局部区域的微观取向分布以及晶界或相界的取向差分布 ； 结束语 织构作为多晶材料的一个重要结构参数，在材料科学与工程中有许多重要应用，有时甚至起了关键性的作用，推动了材料科学研究的发展。由于织构的存在导致材料的各向异性，因此,充分利用织构效应，发挥材料的潜力，以及避开不利影响，控制材料的结构与性能，对于材料的生产与工程应用，具有十分重要的意义。目前已发展成为材料科学研究与工程的一个单独分支，具有巨大的潜在应用前景。 当前材料织构研究的主要动向，除实验测试技术和织构分析方法的不断完善外，非金属材料的织构研究是一个重要特点，适应了高新技术材料的研究与开发的需求。当代,越来越多的材料科学工作者还把它应用于复合材料，陶瓷材料和高分子