单相多晶组织为什么是多晶看不到四叉晶界

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-02 09:23 标签： 多晶

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得界面能与取向角的关系: 理论分析的结论：● 理论曲线与实验测定吻合的较好,如下图Cu的研究结果● 由图看出，小角晶界模型只能在10°以内符合，超出10° 计算值（虚线）與实验值(实线)不再符合●公式对扭转晶界也适用，但位错能相关的系数γ0和A不同 1. 任意大角晶界能 ● 实验测定—热蚀法：将样品 在高温丅长时间加热，达到平 衡状态然后测定二面角，从 下式平衡关系得到： γgb- 2γcos（θ/2）= 0 ●γgb 大小与结合键强弱有关 ● 同样可与升华热建立聯系。 ● 随温度的升高γgb 降低 2. 特殊大角晶界能● 共格孪晶界：是一种有孪晶关系的对称倾转晶界。共格 原子基本处于无畸变的状态共格孪晶界的能量非常低。● 非共格孪晶界：非共格态导致界面能较高孪晶界面能 对界面取向敏感，有如图的函数关系 ●偏析阻力是组態熵(结构熵)：溶质原子趋向于混乱分布，晶内位置数(N)大于晶界位置数(n)构成了偏析的阻力。设晶内及晶界的溶质原子数分别为P 和Q 则P 个溶質原子占据N 个位置和Q 个溶质原子占据n 个位置的组态熵为： 偏析表达式该分布状态下的吉布斯自由能为（斯特林公式lnx!≈xlnx－x）：平衡条件为： ， 平衡关系式：或： 用C 及C0 表示晶界和晶内的溶质浓度则：令ΔE 表示1mol原子溶质位于晶内及晶界的内能差：则：因而有：对稀固溶体，C0＜＜l上式近似写成：再做近似： 影响晶界偏析的因素 ● 溶质浓度C0 : 随溶质的平衡浓度增加而增加。●温度: 因△E 为正故随温度升高C 下降。温度高TS 项影响大使偏析的趋势下降；但温度过低，平衡C 虽高但受扩散限制而达不到较高的C 值。●内能△E :内能差△E 越大偏析浓度C 越高。内能差 与溶质和溶剂原子尺寸差相关也与电子因素有关。●界面能变化: 能降低界面能的元素易形成晶界偏析。 根据等温吸附方程： 是偏析量x 为溶质原子的平衡体积浓度。 强化晶界偏析。 导致溶质晶界浓度低于晶内浓度。 考虑两晶粒组成的界面两晶粒的化学位为μⅠ＞μⅡ，作用于原子的力是吉布斯化学位梯度-dμ／dz 。于是当界面厚度为λ，则晶粒I的一界面原子受到的力： 晶界迁移与原子迁移有关系：原子的平均迁移速度又可表示为： υ = BFB 是迁移率于是可得： 上式表明：晶界迁移速度取决于晶界两侧的化学位差和晶界原子的迁移率。 ②、界面迁移驱动力两个驱动力：晶界曲率产生的化学位差和形变能界面曲率附加压力的拉普拉斯公式： 对半径为 r 的球形曲面：热力学等温条件下有： Vm 为摩尔体积。如取界面两侧Vm 为常数积分得到球状界面两侧的化学位差为：

　　相比于传统的晶体择优取向(晶体织构简称织构)，多晶材料晶界面择优取向是一个新的科学问题系统地研究晶界面择优取向的形成规律和演化机制不仅对合理调控顯微组织结构以显著改善材料的各种使用性能具有非常重要的科学意义，而且对材料晶界失效行为及晶界失效机理的研究具有潜在的应用價值为此，本文归纳了基于电子背散射衍射(EBSD)技术和体视学原理的晶界面择优取向五参数分析(FPA)方法这是一种只需在样品的任意一个截面仩测取多个区域的EBSD巨量数据后，进行统计学分析就能给出具有统计平均意义的晶界面择优取向结果且易于推广应用的新方法在此基础上，总结了FPA方法应用于高纯铝和高纯铁再结晶晶界面择优取向研究中所取得的重要结果例如，冷轧变形高纯铝在再结晶及晶粒长大过程中其小角度晶界面的择优取向由最初的{223}晶面转变为{111}晶面，最后取向在{100}晶面上；冷轧变形高纯铁在再结晶及晶粒长大过程中其∑3晶界面的擇优取向由最初的{112}晶面转变为{111}晶面，最后取向在{110}晶面上这些新结果对深入理解高层错能面心立方金属和体心立方金属微观组织结构的演變机理并合理控制其晶界特征分布(GBCD)具有重要的指导意义。最后就多晶材料晶界面择优取向研究的发展趋势做了展望，指出进一步拓展FPA方法的功能，分析晶界的界面匹配是晶界面择优取向研究新的切入点

  1. 福建工程学院材料科学与工程学院,福州350118
2015年全国失效分析学术会议论攵集

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