一、什么是取向关系，一、什么是取向关系， 为什么要测定取向关系？为什么要测定取向关系？1 1、什么所取向关系？、什么所取向关系？在复相合金中，两相间存在一些相互平行的晶面或晶向在复相合金中，两相间存在一些相互平行的晶面或晶向五、五、 晶体取向关系的测定晶体取向关系的测定在下列过程中常存在晶体学取向关系:析出相变 （e.g. M相变） K-S ， M-W关系薄膜生长氧化存在取向关系的原因：过程应沿能量最低途径2. 2. 测定取向关系的作用测定取向关系的作用————分析相变机理分析相变机理e.g. e.g. 当一种相从母相中析出当一种相从母相中析出, , 为什么沿一定的晶面析出为什么沿一定的晶面析出优：精确，优：精确， 0.10.1 XRD XRD （劳厄象）（劳厄象）缺缺: : 试样尺寸大试样尺寸大, mm , mm 级级优优: : 简单简单, , 能作微区分析能作微区分析 TEM TEM （电子花样）（电子花样）缺缺: : 不精确不精确, ,误差达误差达 5 5 1515 作微区的晶体取向分析多用作微区的晶体取向分析多用TEMTEM直接法（合成电子花样法）直接法（合成电子花样法） TEM TEM 极射赤面投影法极射赤面投影法菊池花样法菊池花样法二、测定取向关系的常用方法二、测定取向关系的常用方法1 1、直接法、直接法原理：依据斑点的分布特征原理：依据斑点的分布特征, , 直接写出两相间的取向关系。
直接写出两相间的取向关系两组平行的晶面两组平行的晶面取向关系的表示取向关系的表示 一组平行的晶面＋一组平行的晶向一组平行的晶面＋一组平行的晶向例例1. 1. 测定高温测定高温FeNiNbFeNiNb合金基体与析出相之间的取向关系合金基体与析出相之间的取向关系 分析步骤分析步骤1 1．．用明、暗场技术确定不同用明、暗场技术确定不同 相对应的斑点基体斑点相对应的斑点基体斑点? ? 析出相斑点析出相斑点2 2．标定各相的斑点指数．标定各相的斑点指数, , 计计 算晶带轴算晶带轴 [ [uvwuvw] ]基基 体：体： [112][112]，，析出相析出相r r：： [111] [111] 3 3．根据斑点的分布特征直．根据斑点的分布特征直 接写出取向关系接写出取向关系分析步骤分析步骤 • • 用明、暗场象技术确定各用明、暗场象技术确定各相的斑点相的斑点. .• • 标定指数，计算晶带轴标定指数，计算晶带轴• • 根据斑点分布特征，写出根据斑点分布特征，写出取向关系取向关系. .(110)1//(111 )γ//(110) 2 —— 晶面平行[001] 1 // [011] γ // [111] 2 —— 晶带轴平行例例2. 2. 测定某淬火钢中残余测定某淬火钢中残余A A氏体与马氏体之间的取向关系氏体与马氏体之间的取向关系讨论：讨论：根据根据MM相变理论，相变理论，MM－－A A间存在间存在 K K－－S S，，NN－－WW关系关系K K－－S S：：NN－－WW：：比较实验结果：比较实验结果： 1 1 与与 相相 符合符合NN－－W W 关系关系 2 2 与与 相相 符合符合K K－－S S 关系关系2、极射赤面投影法1 ）极射赤面投影法的要点：n将从不同晶带带的衍射花样样中得到的取向关系放在同一张标张标准极射赤面投影图图中比较较。
从大量的数据中得出两相间间的取向关系大量数据统计结统计结 果n两个特点 不存在180 不唯一性2 2）什么是极射赤面投影）什么是极射赤面投影3) 3) 极射赤面投影的特征极射赤面投影的特征• • 位于过球心的大圆周上的极点属于同一晶带位于过球心的大圆周上的极点属于同一晶带• • 如将同一晶带的衍射花样与极图重合，则同一套衍射花样的斑点对如将同一晶带的衍射花样与极图重合，则同一套衍射花样的斑点对应的极点位于垂直于晶带轴的投影面的大圆周上应的极点位于垂直于晶带轴的投影面的大圆周上• • 对一套衍射花样，对一套衍射花样， 从中心点向各斑点引线，从中心点向各斑点引线， 它们将交于以晶带轴为它们将交于以晶带轴为法线的极射赤面的圆周上法线的极射赤面的圆周上4) 4) 取向关系的确定取向关系的确定例例3 3．用极射赤面投影法确定珠光体中铁素体．用极射赤面投影法确定珠光体中铁素体 相和渗碳体相和渗碳体Fe3CFe3C 之间的取向关系之间的取向关系分析步骤(100)c // (011) A区： (010)c // (111)(001)c // (211)Bagaryakii 关系取向关系：(100)c // (311) B区： (010)c // (131)(001)c // (215)Pitch 关系5) 材料中常见见的取向关系K-S P237Fcc-Bcc (eg. M 相变变) N-W P238Bagaryaski P240珠光体中 与Fe3C Pitch P231立方―立方关系：两相，如基体与析出相都具有相同的立方结结构， 如同为为FCC，或同 为为BCC，但晶格常数不同 。
例：例： 基体与基体与 MM2323C C6 6析出相之间的立方－立方关系析出相之间的立方－立方关系根据斑点的分布，可得出立方－立方取向关系根据斑点的分布，可得出立方－立方取向关系{100}{100} 基体基体 // {100}// {100}析出相析出相 基体基体 // // 析出相析出相存在存在180°180°不唯一性和指数不唯不唯一性和指数不唯 一性一性3 3、用菊池花样作、用菊池花样作晶体取向晶体取向的精确测定的精确测定↓ ↓晶体相对于电子束的位向关系晶体相对于电子束的位向关系对晶体取向很敏感（精度大对晶体取向很敏感（精度大 0.10.1 ））1 1）菊池花样的特点）菊池花样的特点不存在不存在180180 不唯一性不唯一性2) 2) 三菊池极法测定晶体取向（试样膜面的法线方向）三菊池极法测定晶体取向（试样膜面的法线方向）步骤步骤 • • 选三对相交的菊池线对选三对相交的菊池线对• • 标定各菊池线对的指数标定各菊池线对的指数 (hi (hi kiki li li) )• • 计算两两晶面对应的晶带轴指数计算两两晶面对应的晶带轴指数( (uiui vi vi wiwi) )设三晶带轴与入射束设三晶带轴与入射束(FN(FN的反方向的反方向) ) 的夹角的夹角 为：为： 1, 1, 2, 2, 3 3则则: : 1 = , 1 = , 2= , 2= , 3= 3= 设试样膜面的法线方向为设试样膜面的法线方向为 r[uvwr[uvw], ], 根据夹角公式建立三方程根据夹角公式建立三方程: :小 结晶体取向关系的测定原理 1． 直接法 表示方式分析步骤原理 2．极射极射赤面投影法 分析步骤3．菊池花样作晶体取向的精确测定K-S, N-W 4． 晶体中的常见取向关系 Bagaryaski, PitchCubic-Cubic。