材料微结构分析原理与方法：11 X射线织构测量

1、第10章 多晶体织构的测定Texture Coefficients晶粒，单晶体，多晶体，取向，织构各向同性，各向异性001010RD100TDND00random10.0 引言12022/7/261a highly textured material In an isotropic polycrystalline material, grain orientations are random (weak texture)Texture - preferred orientation of grains in polycrystalline织构：多晶体材料中晶粒取向的择优分布，称之为织构(Tex

2、ture)10.0 引言22022/7/262织构存在的普遍性形变织构轧制、拉拔、挤压、锻造退火织构再结晶核心的形成与长大铸造织构晶粒在模壁处择优形核薄膜织构电镀、沉积、蒸镀、溅射10.1 织构的分类32022/7/26310.2 织构的简易测量42022/7/26410.2 织构的简易测量52022/7/265How to describe the orientation ?stereographic projection1. 极 射 赤 面 投 影三维空间的二维表示方法10.3 织构的精确测量10.3.1 极射赤面投影62022/7/266What is stereographic pro

3、jection? 001, 011, 111, 112, view pointProjection plane10.3 织构的精确测量72022/7/267What is standard stereographic projection? （标准极射赤面投影） 在极射赤面投影图中，一个极点对应一组晶面 或一个晶向 选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，其他 各晶面向此面投影 标准极射赤面投影 于是，可得到（001）、（110）和（111）等 标准极射投影图10.3 织构的精确测量82022/7/268（100）（110）（111）几个典型的标准投影图立方相10.3 织构的精确测量92022/

4、7/2692. 织构的类型与表示方法（a）Random织 构 类 型丝 织 构板 织 构hkl（b）丝织构（c）板织构10.3 织构的精确测量102022/7/2610多晶体中某一HKL的倒易矢量（或晶面法线）相对于样品宏观坐标系的极射赤面投影Stereographic projection of normal direction of HKL planes respected to RD-TD-ND system What is Pole Figure？极图投影面的选择 材料宏观坐标系轧向 RD法向 ND横向 TD RDTDND3.织构的表征方法 极 图10.3 织构的精确测量112022/

5、7/2611100100Pole Figure ? is plotted for a specific pole distribution in stereographic projection plane respected to the special directions (RD-TD-ND) of the sample.10.3 织构的精准测量122022/7/2612IF钢冷轧110极图（BCC）Al合金轧制111极图（FCC）Al合金轧制111极图（FCC）常见极图举例10.3 织构的精准测量132022/7/2613Mg 合金热挤压棒的织构（HCP）Mg 合金热挤压棒的织构（HC

6、P）10.3 织构的精准测量142022/7/2614001极图00110.3 织构的精准测量152022/7/2615TD110 极图00110.3 织构的精准测量162022/7/2616TDRD001011111 111 pole 001 pole0-11 011 pole 111 pole01110.3 织构的精准测量172022/7/2617001NDNDRD10.3 织构的精准测量182022/7/261800101301110.3 织构的精准测量192022/7/2619反射法测极图的衍射几何10.3 织构的精准测量10.3.2 极图的测量202022/7/26204. 织构的表

7、征方法 反 极 图What is Inverse Pole Figure？ 5. 反极图选定的某一宏观坐标轴（如RD、TD或ND）相对于每个晶粒的晶体学空间的分布晶体学空间标准投影图10.3 织构的精准测量212022/7/2621晶体学空间标准投影图10.3 织构的精准测量222022/7/2622ND/101RD/111RDTDND织构类型：01110.3 织构的精准测量232022/7/2623ND/2-1-10RD/10-10织构类型：01110.3 织构的精准测量242022/7/2624极图和反极图都是用二维图像表达晶体三维取向分布，相对方便和直观；但对于织构复杂和漫散情况下，可能

8、会造成误判和漏判。5. 三维取向分布函数 ODFOrientation Distribution Function10.3 织构的精准测量252022/7/2625 limitation of pole figure j = j (, ), without g = g (, , )三维取向分布函数Orientation Distribution Function10.3 织构的精准测量262022/7/2626Euler Angle and Euler SpaceCrystal coordinate system- OXYZSample coordinate system- OABCEuler

9、 Angle :The first is a rotation of about Z axis, then about Y, and about XEuler Space: O-g(,)o10.3 织构的精准测量272022/7/2627Orientation Distribution Function f (,)Note: ODF is calculated by generalized spherical harmonics from some experimental pole figures.10.3 织构的精准测量282022/7/2628f(,)Constant sections1

10、0.3 织构的精准测量292022/7/2629Measurement on Pole figure by X-rayhklTexture goniometry(b) Schematic diagram(c) Pole trace in projection(d) Pole figure反射法（reflection）（b）（c）（d）（a）10.3 织构的精准测量302022/7/2630A*极图测定对测角台的要求样品自身除了按RD转动之外（普通衍射），还可按TD和ND转动以保证可以检测到HKL晶面在三维空间的分布A衍射仪圆RDNDTDBB*探测器织构测角台10.3 织构的精准测量312022/7/2631数 据 处 理极密度TDRD连接极密度相同的点，形成“等极密度线” 极图3333hkl10.3 织构的精准测量322022/7/2632实测极图回算极图10.3 织构的精准测量332022/7/2633目 前 极 图 获 得的常 用 方 法实测几张极图qi(,)三维取向分布函数ODF计算完整的极图反极图回算10.3 织构的精准测量342022/7/2634X射线部分回顾X射线物理学基础X射线衍射方向问题布