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全新臺式D6 PHASER應(yīng)用報告系列(六)— 織構(gòu)分析- X射線衍射XRD

更新時間:2024-09-11點擊次數(shù):2079

織構(gòu)簡介

一般的多晶材料表現(xiàn)出各向同性,這是因為在多晶體中各晶粒無規(guī)取向。如果因為某些原因使得每個晶粒的取向趨于一致,我們稱之為擇優(yōu)取向或者織構(gòu)。出現(xiàn)織構(gòu)以后,材料將表現(xiàn)出不同程度的各向異性。在多數(shù)情況下,我們不希望有織構(gòu)。但一些織構(gòu)結(jié)構(gòu)可以提高材料的力學(xué)和電學(xué)性質(zhì),因此樣品正確的取向或織構(gòu)至關(guān)重要。

大多數(shù)金屬樣品在加工過程中由于加工技術(shù)而表現(xiàn)出一定程度的織構(gòu)結(jié)構(gòu)。比如電鍍層在形成時,織構(gòu)往往與電流傳導(dǎo)方向相關(guān)。金屬經(jīng)鍛造、軋制、擠壓、拉拔等加工時,由于加工應(yīng)力的作用將形成形變織構(gòu),而具有形變織構(gòu)的金屬經(jīng)退火后又會出現(xiàn)退火織構(gòu)。
測試案例

由于X射線衍射對材料的原子結(jié)構(gòu)很敏感,因此可以用來測量材料的取向度或織構(gòu)結(jié)構(gòu)。為了測量織構(gòu),需要一種系統(tǒng)能夠在入射角和衍射角相等的“布拉格"條件下傾斜樣品。此外,還必須將樣品旋轉(zhuǎn),并建立強度與旋轉(zhuǎn)角度phi的函數(shù)。這可以通過D6 PHASER衍射儀中的通用樣品臺(universal stage)和 phi旋轉(zhuǎn)模塊來實現(xiàn)。樣品可以安裝在51mm的標(biāo)準(zhǔn)樣品槽內(nèi),或者安裝在標(biāo)準(zhǔn)的金相拋光槽內(nèi),進(jìn)而裝載到通用樣品臺上,如圖1所示。在本應(yīng)用報告中,我們介紹了使用D6 PHASER衍射儀對鋁塊的織構(gòu)測試結(jié)果。

▲圖1. 通用樣品臺和 phi旋轉(zhuǎn)模塊

在測試軟件的WIZARD選項中設(shè)計測量方案。使用圖形用戶界面,對鋁的三個晶面(400)、(331)和(420)采用同傾法進(jìn)行了一連串的phi掃描。三張極圖的結(jié)果在大約30分鐘后收集到。
織構(gòu)分析

然后,將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入 DIFFRAC.TEXTURE織構(gòu)分析軟件,將phi掃描轉(zhuǎn)換為極圖。該分析過程通過使用大量原始數(shù)據(jù)自動、快速地進(jìn)行。同傾法的吸收相關(guān)的校正軟件自動計算。使用包含所測材料的數(shù)據(jù)庫對極圖進(jìn)行自動索引。使用成分法(component method)完成了極圖的擬合。在這種情況下,具有單斜加工對稱性的簡單橢圓成分被探測出。圖2顯示了重新計算的極圖結(jié)果。通過分析3個極圖并使用晶體對稱性,外面區(qū)域被重新計算后模擬填充。

▲圖2. 鋁樣品的(400)、(311)和(420)測試極圖和計算極圖

在圖3中顯示了 軋向RD、橫向TD和法向 ND三個方向的重新計算的反極圖結(jié)果。在軋制RD方向上觀察到強烈的[111]織構(gòu),在法向上觀察到[101]至[112]織構(gòu),在橫向上觀察到[111]到[101]織構(gòu)。

 

▲圖3. 鋁樣品的反極圖

為了更多地了解,取向分布函數(shù)(ODF)也被計算出,如圖4所示。

▲圖4. 鋁樣品的取向分布函數(shù)(ODF)

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