顯微結(jié)構(gòu)分析

顯微結(jié)構(gòu)分析第一頁，共八十一頁，2022年，8月28日特殊晶界傾轉(zhuǎn)境界：傾轉(zhuǎn)軸在界面內(nèi)第二頁，共八十一頁，2022年，8月28日晶粒1+晶粒2的衍射第三頁，共八十一頁，2022年，8月28日存在一些特殊取向的晶界有一個共有界面，可以形成孿晶結(jié)構(gòu)，形變孿晶。第四頁，共八十一頁，2022年，8月28日晶界位錯晶界位錯的模型-Burgers(1939)，Bragg(1940)Frank(1950)和Bilby(1955)完善了晶界位錯的模型晶界位錯的模型只適用于小角度晶界對于大角度晶界，如按照晶界位錯的模型，位錯密度會高到使位錯芯區(qū)發(fā)生重疊，失去單根位錯的意義。第五頁，共八十一頁，2022年，8月28日小角度晶界由一組刃型位錯組成第六頁，共八十一頁，2022年，8月28日第七頁，共八十一頁，2022年，8月28日部分共格界面的位錯模型若兩個點陣對應(yīng)的晶面間距差小于15%，則可以通過原子位置的適當(dāng)調(diào)整，使彼此維持一種共格狀態(tài)，但有某種程度應(yīng)變的共格關(guān)系，界面應(yīng)變場提高了界面的自由能。當(dāng)兩個點陣對應(yīng)的晶面間距差大于15%，無論如何調(diào)整界面兩側(cè)原子的位置，也不能維持完全的共格關(guān)系，這時需要每個一定距離引入一根位錯，這就是部分共格界面。第八頁，共八十一頁，2022年，8月28日第九頁，共八十一頁，2022年，8月28日點陣錯配度δ兩平行晶面間距分別為aα和aβ，δ=2(aβ-aα)/(aα+aβ)界面失配位錯的Burgers矢量垂直于界面兩側(cè)相平行的晶面，并在界面內(nèi)，有 │b│=(aα+aβ)/2每兩根失配位錯的間距為 D=│b│/δ=(aα+aβ)2/4(aβ-aα)第十頁，共八十一頁，2022年，8月28日如果位錯密度過大，密集的位錯分布使得它們的芯部彼此重疊，整個界面不再有共格區(qū)，變成完全不共格界面。δ>0.25，每四個晶面就有一根位錯。如果δ比較適中，如面心和體心立方相{111}f//{110}b，δ=0.025，相應(yīng)的│b│=0.2nm，D=8nm，這樣的界面錯配位錯適合觀察。第十一頁，共八十一頁，2022年，8月28日界面多面體堆垛模型大角度晶界中在界面的一定范圍內(nèi)原子的排列形成了一定的三維多面體結(jié)構(gòu)，這種多面體是下面七種Bernal多面體之一。由于旋轉(zhuǎn)軸的不同，形成晶界時，除了多面體不同以外，多面體的排列間隙也有變化。多面體的空間體積和能量可以通過位于多面體頂點處原子的互作用勢計算。界面除了出現(xiàn)多面體空間外，有時還會有空洞或其它的排列結(jié)構(gòu)，當(dāng)某些元素通過偏聚的方式進入這些空間應(yīng)是降低系統(tǒng)能量的自然方式。第十二頁，共八十一頁，2022年，8月28日第十三頁，共八十一頁，2022年，8月28日第十四頁，共八十一頁，2022年，8月28日第十五頁，共八十一頁，2022年，8月28日扭轉(zhuǎn)晶界傾轉(zhuǎn)軸垂直于界面內(nèi)第十六頁，共八十一頁，2022年，8月28日重位點陣結(jié)構(gòu)相同但取向不同的相鄰兩個晶體按各自的點陣周期相向擴展，形成彼此貫穿的空間點陣，在這個貫穿點陣中兩種點陣的某些陣點將按一定規(guī)律周期性發(fā)生位置重合，將這些位置重合的陣點作為一個新點陣就得到所謂的重位點陣(coincidentsitelattice,CSL)。位置相重的陣點數(shù)對兩個點陣是相同的。第十七頁，共八十一頁，2022年，8月28日第十八頁，共八十一頁，2022年，8月28日重位點陣的表示方法發(fā)生位置相重的陣點在原點陣中所占的比例稱為重位位置密度，定義為1/Σ。Σ也可以理解為重位點陣單胞體積與原點陣單胞體積之比。Σ=1，是單晶，沒有晶界面。Σ越大，重位的陣點越少。第十九頁，共八十一頁，2022年，8月28日重位點陣的描述旋轉(zhuǎn)軸為[uvw]，轉(zhuǎn)角為θ。r和s是以原點陣坐標(biāo)系表示的某重位點陣矢量，有Σ=r2+s2(u2+v2+w2)，tgθ=(u2+v2+w2)1/2s/r如r=2,s=1,[uvw]=[001],Σ=5,θ=36.9o。原點陣單胞參數(shù)為a、b，CSL單胞參數(shù)為A、B，則tg(θ/2)=bs/ar，令M=b/a，則

θ=2tg-1(Ms/r)Σ代表CSL單胞與原單胞體積之比，即Σ=AB/ab第二十頁，共八十一頁，2022年，8月28日如果CSL點陣是原點陣的放大，二者相似，有a/b=A/B，于是Σ=AB/ab=(b/a)A2/ab=(a2r2+b2s2)/a2=r2+M2s2只要找到一個重位點的坐標(biāo)，又知道重位點陣單胞對原點陣單胞的邊長比，就可以求得Σ值，Σ取奇數(shù)。如果計算得到Σ值是偶數(shù)，則連續(xù)除以2，直到得到奇數(shù)。例如Σ=56，應(yīng)為Σ=7。第二十一頁，共八十一頁，2022年，8月28日第二十二頁，共八十一頁，2022年，8月28日第二十三頁，共八十一頁，2022年，8月28日全位移點陣構(gòu)成重位點陣的兩個原始點陣的陣點間存在平移矢量差，以三個非共面的最短平移矢量差為平移周期矢量可以組成一個覆蓋轉(zhuǎn)動后全部新舊陣點的點陣，稱為全位移點陣(DisplacementShiftCompletely,DSC)。DSC點陣的優(yōu)點是可以揭示境界結(jié)構(gòu)的細節(jié)。第二十四頁，共八十一頁，2022年，8月28日第二十五頁，共八十一頁，2022年，8月28日第二十六頁，共八十一頁，2022年，8月28日第二十七頁，共八十一頁，2022年，8月28日電子衍射的特點電子束平行于界面時，得到一個單晶的兩個不同取向的電子衍射第二十八頁，共八十一頁，2022年，8月28日晶粒I+II的電子衍射圖第二十九頁，共八十一頁，2022年，8月28日扭轉(zhuǎn)境界的電子特點電子束方向平行于晶粒的共同方向時得到兩個相同單晶的電子衍射圖，但相互之間有一個轉(zhuǎn)動，與傾轉(zhuǎn)晶界的情況相似。第三十頁，共八十一頁，2022年，8月28日第三十一頁，共八十一頁，2022年，8月28日扭轉(zhuǎn)晶界的晶體學(xué)特點有一列共有的點陣方向，可以形成各種取向疇，或者旋轉(zhuǎn)孿晶。第三十二頁，共八十一頁，2022年，8月28日第三十三頁，共八十一頁，2022年，8月28日扭轉(zhuǎn)晶界的例子NaV2O5晶體中的扭轉(zhuǎn)晶界NaV2O5的點陣參數(shù)，第三十四頁，共八十一頁，2022年，8月28日BackgroundThisoxideisofsignificantimportancebecauseofitsfundamentalquantumnature,whichisuniqueexhibitinglow-dimensionalsystemwithS=1/2chainandasinglegroundstateandaspin-Peierlstransitionatthetemperatureof35K.第三十五頁，共八十一頁，2022年，8月28日

ExperimentaldetailsV2O3,V2O5andNaVO3usedasrawmaterialsRawmaterialsmeltedinaplatinumcrucibleat1273KNaV2O5crystalobtainedat1020K第三十六頁，共八十一頁，2022年，8月28日Results(001)Lamellawithwidthof1microntwistboundarywithsigmavalueof235第三十七頁，共八十一頁，2022年，8月28日第三十八頁，共八十一頁，2022年，8月28日第三十九頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十一頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十二頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十三頁，共八十一頁，2022年，8月28日ConclusionTheboundariesdon’tinterruptthechargeorderingofV4+chainorladderbelowthetransitiontemperature,whichextendsalongthe[010]direction.第四十四頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十五頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十六頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十七頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十八頁，共八十一頁，2022年，8月28日第四十九頁，共八十一頁，2022年，8月28日第五十頁，共八十一頁，2022年，8月28日相界面的特點不同成分或者不同結(jié)構(gòu)材料的界面陶瓷合金第五十一頁，共八十一頁，2022年，8月28日平行于界面的電子衍射特點得到兩個不同單晶的電子衍射圖，兩者之間沒有確定的晶體學(xué)關(guān)系第五十二頁，共八十一頁，2022年，8月28日合成的電子衍射圖第五十三頁，共八十一頁，2022年，8月28日垂直于界面的電子衍射特點圍繞每一個衍射斑點都有一套另一相的單晶電子衍射圖多晶晶體電子束方向第五十四頁，共八十一頁，2022年，8月28日+第五十五頁，共八十一頁，2022年，8月28日垂直于界面的電子衍射特點當(dāng)電子束先通過非晶，在通過晶體時的電子衍射圖如何？多晶晶體電子束方向第五十六頁，共八十一頁，2022年，8月28日相界面電子衍射的例子Cu/MgO界面的電子衍射；Cu面心立方結(jié)構(gòu)，點陣參數(shù)：0.36納米；MgO面心立方結(jié)構(gòu)，點陣參數(shù)：0.42納米可得到多種取向關(guān)系。第五十七頁，共八十一頁，2022年，8月28日第五十八頁，共八十一頁，2022年，8月28日取向關(guān)系[100]Cu//[100]MgO[010]Cu//[010]MgO[001]Cu//[001]MgO第五十九頁，共八十一頁，2022年，8月28日第六十頁，共八十一頁，2022年，8月28日取向關(guān)系[111]Cu//[111]MgO[-110]Cu//[-12-1]MgO[11-2]Cu//[10-1]MgO第六十一頁，共八十一頁，2022年，8月28日第六十二頁，共八十一頁，2022年，8月28日取向關(guān)系[1-11]Cu//[001]MgO[110]Cu//[110]MgO[1-1-2]Cu//[1-10]MgO第六十三頁，共八十一頁，2022年，8月28日第六十四頁，共八十一頁，2022年，8月28日取向關(guān)系[001]Cu//[001]MgO[010]Cu//[110]MgO[100]Cu//[1-10]MgO第六十五頁，共八十一頁，2022年，8月28日第六十六頁，共八十一頁，2022年，8月28日第六十七頁，共八十一頁，2022年，8月28日取向關(guān)系[0-11]Cu//[-1-13]MgO[211]Cu//[211]MgO[1-1-1]Cu//[4-7-1]MgO第六十八頁，共八十一頁，2022年，8月28日第六十九頁，共八十一頁，2022年，8月28日取向關(guān)系[0-11]Cu//[0-21]MgO[311]Cu//[100]MgO[233]Cu//[012]MgO第七十頁，共八十一頁，2022年，8月28日第七十一頁，共八十一頁，2022年，8月28日第七十二頁，共八十一頁，2022年，8月28日多種取向關(guān)系產(chǎn)生的原因存在多種重位點陣取向，對應(yīng)的界面能量處于極小值；點陣參數(shù)差別大，對應(yīng)的極小值差別不多。第七十三頁，共八十一頁，2022年，8月28日利用O點陣描述界面位錯界面兩側(cè)各選一個重復(fù)單胞M1和M2；對M1和M2構(gòu)建兩個DSC點陣X1和X2，并利用X1和X2構(gòu)建兩個新的點陣X1’和X2’：

X2=AX1，X2’=A-1X2，X1’=A-1X1

然后由X1和X2’，X2和X1’在組成兩個DSC點陣；用新的DSC點陣間變換矩陣T得到O點陣X(o)=(I-T-1)-1B第七十四頁，共八十一頁，2022年，8月28日