织构的测定-分析测试.PDFVIP

织构的测定 录自邱利，胡玉和《X 射线衍射技术与设备》第7章 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集聚的现象，肉眼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、板面法向) 联系起来。通过材料宏观的外观坐标系与微观 取向的联系，就可直观地了解多晶体微观的择优取向。 晶体 X 射线学中，织构表示方法有多种，如晶体学指数表示法，直接极图法，反极图 法，等面积投影法与晶体三维空间取向分布函数法等。 3.1 晶体学指数表示法 在纤维材料或者丝中形成的纤维织构，它们通常是以一个或几个晶体学方向UVW平 行或近似平行于纤维或丝的外观方向——轴向，这种UVW晶向就称为织构轴。通过这种 表示法，人们了解到在这种纤维或丝中，多晶体材料中的大多数晶粒是以UVW晶向平行 或近似平行于纤维轴而择优取向的，我们说这种纤维材料或丝，具有UVW纤维织构 (或 丝织构) 。 对于板织构，由于轧制变形包含有压缩变形及拉伸变形，晶体在压力作用下，常以某一 个或某几个晶面 {hkl}平行于轧板板面，而同时在拉伸力作用下又常以UVW方向平行于轧 制方向，因而这种择优取向就表示为 {hkl}UVW。如果扎 向与晶体学方向UVW有偏离 ， 则常在它后面加 偏离 的度数，如偏离± 10º ，则可表为{hkl}UVW ±10º 。 晶体学指数表示法表示晶体空间择优取向既形象又具体，文字书写时简洁明 了，是最常 用的表示法之一。缺点是，它只表示出晶体取向的理想位置，未表示出织构的强弱及漫散程 度。 3.2 直接极图表示法 为了表示出织构的强弱及漫散程度，常采用平面投影的方法。最常用的是极射赤道平面 投影法。晶体在三维空间中取向分布的三维极射赤道平面投影，称为极图。极图分直接极图 和反板图。此外 尚可用等面积投影法，得到等面积投影极图。 直接极图 称作正极图。直接极图表示法是把多晶体中每个晶粒的某一低指数晶面 (hkl) 法线相对于宏观坐标系 (轧制平面法向 ND 、轧制方向 RD 、横向 TD) 的空间取向分布， 进行极射赤道平面投影来表示多晶体中全部晶粒的空间位向。 3.2.1 极 极射赤道