晶体学:衍射与取向
真实晶体:点缺陷、位错、层错、孪晶与晶界
把理想周期结构扩展到真实钛合金,并按缺陷尺度选择可以验证的测量。
阅读设置
先记住这三点
- 缺陷改变局部结构和衍射响应
- 晶界需要取向差和边界面共同描述
- EBSD 取向梯度不是全部缺陷的计数
按维度整理缺陷
点缺陷包括空位、间隙与置换原子;线缺陷主要是位错;面缺陷包括层错、孪晶界、晶界和相界;孔洞、夹杂和析出物有体积尺度。分类帮助建立模型,但实际缺陷可相互耦合。
钛中的 O、N 等间隙元素会影响相稳定和位错运动;常规 EBSD 不能直接测量其浓度。需要化学分析、TEM、APT 或计算等互补证据。
从堆垛到界面
HCP 的基面层序可用 ABAB 表示,FCC 可用 ABCABC 表示;层错改变局部堆垛。孪晶通过特定晶体学关系连接两个区域,既涉及取向关系,也涉及相容界面与剪切。
晶界完整宏观描述具有五个自由度:三个取向差参数和两个边界面参数。二维 EBSD 通常提供取向差与边界迹线,缺少完整三维边界面。
什么测量能支持什么结论
局部晶格曲率可约束某些 GND 分量,不能检出所有互相抵消的位错,也不能代替总位错密度。衍射峰展宽、TEM 可见位错和 EBSD 曲率有不同采样与模型。
研究 α/β 界面阻碍滑移时,应同时记录相、取向关系、界面形貌、迹线和加载。仅有一个高角度边界标签不足以断言它一定阻挡或传递滑移。
来源与延伸阅读
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[C18] Some geometrical relations in dislocated crystals (1953)连续位错密度张量与晶格曲率联系的经典来源。 本专题声明张量符号约定;二维扫描不提供所有空间导数。↗[C03] Titanium (2007)连接钛合金相结构、加工、组织与性能。 第二版;先区分 α、α+β 和亚稳 β,再分析具体牌号和热历史。↗[C12] A Review of Strain Analysis Using Electron Backscatter Diffraction (2011)综述 EBSD 应变分析的假设、参数敏感性和限制。 区分弹性应变、晶格转动及塑性变形代理量;KAM 不是通用应变标尺。↗