晶体取向与多晶体织构

织构名词解释
织构名词解释：
所谓织构，一般指液晶薄膜（厚度约10-100微米）在光学显微镜，特别是正交偏光显微镜下用平行光系统所观察到的图像，包括消光点或者其他形式的消光结构乃至颜色的差异等
单晶体在不同的晶体学方向上，其力学、电磁、光学、耐腐蚀、磁学甚至核物理等方面的性能会表现出显著差异，这种现象称为各向异性。

多晶体是许多单晶体的集合，如果晶粒数目大且各晶粒的排列是完全无规则的统计均匀分布，即在不同方向上取向几率相同，则这多晶集合体在不同方向上就会宏观地表现出各种性能相同的现象，这叫各向同性。

然而多晶体在其形成过程中，由于受到外界的力、热、电、磁等各种不同条件的影响，或在形成后受到不同的加工工艺的影响，多晶集合体中的各晶粒就会沿着某些方向排列，呈现出或多或少的统计不均匀分布，即出现在某些方向上聚集排列，因而在这些方向上取向几率增大的现象，这种现象叫做择优取向。

这种组织结构及规则聚集排列状态类似于天然纤维或织物的结构和纹理，故称之为织构。

多晶体的塑性变形机制
多晶体是由大量晶体颗粒组成的晶粒体，其内部包含了许多晶界。

而塑性变形机制是多晶体在外力作用下发生形变的过程。

在多晶体的
塑性变形中，晶界扮演着关键的角色，影响着材料的塑性行为。

本文
将探讨多晶体的塑性变形机制及其影响因素。

多晶体的塑性变形机制主要有晶体滑移、孪晶形变和再结晶等方式。

晶体滑移是晶格内平面沿晶胞平面方向发生相对滑动，使晶体产生形变。

孪晶形变是晶体中出现特殊结构的孪晶，通过孪晶界的移动来实
现形变。

再结晶是材料在高温下形成新的晶粒结构以释放应力。

在多晶体的塑性变形中，晶界的性质对材料的塑性行为有重要影响。

晶界的迁移与扩散是晶粒体在形变过程中的重要机制，影响了晶粒的
重新排列以适应外力。

此外，晶界强化机制也影响了材料的变形性能，不同形态和性质的晶界对材料的硬度、韧性等性能具有不同影响。

除了晶界的影响，晶体取向和织构对多晶体的塑性变形也具有重要
作用。

晶体取向决定了材料在外力作用下的各向异性表现，不同取向
的晶粒在形变中的行为也有所不同。

织构是晶粒在材料中的排布规律，直接影响了材料的力学性能和变形行为。

总的来说，多晶体的塑性变形机制是一个复杂的过程，受到多种因
素的影响。

晶界、晶体取向和织构等因素共同作用，决定了材料的塑
性行为和性能。

通过深入研究多晶体的塑性变形机制，可以为材料设
计与加工提供科学依据，实现材料性能的优化与提升。

晶体择优取向在一般多晶体中，每个晶粒有不同于邻晶的结晶学取向，从整体看，所有晶粒的取向是任意分布的；某些情况下，晶体的晶粒在不同程度上围绕某些特殊的取向排列，就称为择优取向或简称织构。

晶体结构晶体材料中原子按一定对称性周期性平移重复而形成的空间排列形式。

可分为7大晶系、14种平移点阵、32种点群、230种空间群。

这足可以看出原子在晶体中排列的复杂性。

现在要研究这样一个问题，在制作材料时，其中可能含有多种原子。

如果想知道现在材料所处的状态应该怎么描述呢？组成材料的每个微观晶粒中到底含各种原子的情况又是怎么样的呢？现在给这个问题赋予实际的生活含义。

现在给这个问题赋予实际的生活含义 。

例如每年的大学生毕业找工作问题。

假设有n 个学校，每个学校的毕业生数目为),,2,1(n i N i=;有m 个岗位，每个岗位需要的人数为),,2,1(m k Mk=。

有∑∑=M N k i 。

那么怎样描述第i 个学校的毕业生对第k 种岗位的竞争能力。

问题可以进一步简化为更一般的问题：假设有m 种液体，体积分别为2),,2,1(≥=Ωm m αα；有n 种容器，体积分别为2),,,2,1(≥=n n i V i。

且有∑Ω∑=αV i。

描述液体在容器中的分布状态。

假设p iα：α种液体在第i 个容器中容积的比例。

则可用下面的矩阵来表示各种液体在各个容器中的分布情况：⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p pp ppp p p p p nm n n m mi212222111211α而由矩阵可以得到问题的约束条件为：11=∑=mip αα（n 个）；Ω∑==ααV p ini i1（m 个）； 且满足：∑Ω∑∑====min i im V p 111αααα； ∑∑∑====ni im in i i V p V 111αα可以知道问题中独立变量的个数为)1)(1(--n m 个。

而对于p iα而言，取值范围为：10≤≤p iα。

但这个范围并不能很准确地描述每种液体的具体情况。

织构概述第一节钢板的常见织构类型1.1织构的表达方法织构是多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构,通常用晶体的某晶面晶向在参考坐标系中的排布方式来表达晶体的取向。

在立方晶体轧制样品坐标系中，常用(HKL)[UVW]来表达某一晶粒的取向。

这种晶粒的取向特征为(HKL)晶面平行于轧面，[UVW]晶向平行于轧向。

另外也可以用[RST]=[HKL]×[UVW]表示平行于轧板横向的晶向。

1.2织构的分析方法关于织构的分析方法渊源已久，早在1924年Wever就提出了极图法，1948年以后，Deker和Schulz发展了用衍射仪测定极图的方法，使极图法趋于完善。

1952年Harris为测定轧制铀棒的织构提出了反极图法，后经Mueller等发展而完善。

1965年，Roe和Bunge分别采用级数展开方法，从几张极图中推导出晶体的三维取向分布函数(ODF)，使材料织构的细致、定量分析成为可能。

ODF分析法把晶体取向与试样外观的关系用三维取向空间表达出来，这一取向空间就是欧拉空间(Eulerianspace)，欧拉空间的坐标用欧拉角表示，它与归一化后的晶体取向(hkl)[uvw]有着一一对应的换算关系。

ODF法己成为目前定量分析深冲钢板织构的最有力的工具。

钢板的构往往聚集在取向空间的某些取向线上，图1所示为钢板中常见的织构取向线在邦厄(Bunge)系统欧拉空间中的位置。

图1钢板中的织构取向线a取向线和γ取向线是深冲钢板中存在的两种主要织构取向线。

其中a取向线在ODF图中的位置为φ1=00,φ=0-900,φ2=450主要织构类型为{001}〈110,{112}110,{111}110。

γ取向线在ODF图中的位置为φ1=0-900,中=54.70,φ2=450，主要织构类型为{111}110和{111}112，对于IF钢还往往出现{554}225织构(φ1=0-900,φ=610,φ2=450，与{111}112非常接近)。

第二讲晶体学与织构基础简介（一）晶体学基础一、晶体的性质二、空间点阵三、晶体结构四、晶体取向一、晶体的性质晶体是原子(包括离子，原子团)在三维空间中周期性排列形成的固体物质。

晶体具有以下共同性质：1.均匀性2.各向异性3.自范性4.对称性5.稳定性二、空间点阵空间点阵：人们总是可以把构成晶体的最小单元（原子、原子团或分子）抽象为一种几何点，这种几何点在空间有规则地作周期性无限分布就构成了空间点阵二、空间点阵布喇菲点阵按照旋转对称性和平移对称性，经过数学推证而得（布喇菲）晶系点阵参数布拉菲点阵名称三斜a≠b≠cα≠β≠γ≠90°简单三斜单斜a≠b≠cα=γ=90°≠β简单单斜底心单斜正交a≠b≠cα=β=γ=90°简单正交底心正交体心正交面心正交四方a=b≠cα=β=γ=90°简单四方体心四方菱形a=b=cα=β=γ≠90°简单菱形六方a＝b≠cα=β=90°γ=120°简单六方立方a=b=cα=β=γ=90°简单立方体心立方面心立方二、空间点阵14种布喇菲点阵三、晶体结构空间点阵+基元=晶体结构空间点阵：14种布喇菲点阵基元: 原子或原子团或分子abcabc晶体结构点阵结构三、晶体结构Fe 原子Al 原子ar cr br αβγ晶轴：a r b r cr 点阵常数：a 、b 、c晶轴夹角：αβγ三、晶体结构几个重要参数（110）（111）（210）｛110｝｛111｝｛210｝晶面指数晶向指数〔100〕〔010〕〔001〕〔110〕〔111〕（hkl）{hkl}[uvw]<uvw>三、晶体结构几个重要参数晶带轴及晶带定律四、晶体的取向1. 晶体取向的概念2.晶体取向的表示方法及其相互转换3.EBSD晶体取向的测定xy z001010100设空间有一个X、Y、Z三个相互垂直的坐标轴组成的直角坐标系A，再设一个立方晶系坐标系e。

织构的测定摘自：《X射线衍射技术及设备》（鞍钢钢铁研究所，丘利、胡玉和编著，冶金工业出版社1999年出版）1 织构定义单晶体在不同的晶体学方向上，其力学、电磁、光学、耐腐蚀、磁学甚至核物理等方面的性能会表现出显著差异，这种现象称为各向异性。

多晶体是许多单晶体的集合，如果晶粒数目大且各晶粒的排列是完全无规则的统计均匀分布，即在不同方向上取向几率相同，则这多晶集合体在不同方向上就会宏观地表现出各种性能相同的现象，这叫各向同性。

然而多晶体在其形成过程中，由于受到外界的力、热、电、磁等各种不同条件的影响，或在形成后受到不同的加工工艺的影响，多晶集合体中的各晶粒就会沿着某些方向排列，呈现出或多或少的统计不均匀分布，即出现在某些方向上聚集排列，因而在这些方向上取向几率增大的现象，这种现象叫做择优取向。

这种组织结构及规则聚集排列状态类似于天然纤维或织物的结构和纹理，故称之为织构。

织构测定在材料研究中有重要作用。

2 织构类型为了具体描述织构 (即多晶体的取向分布规律)，常把择优取向的晶体学方向 (晶向) 和晶体学平面 (晶面) 跟多晶体宏观参考系相关连起来。

这种宏观参考系一般与多晶体外观相关连，譬如丝状材料一般采用轴向；板状材料多采用轧面及轧向。

多晶体在不同受力情况下，会出现不同类型的织构。

轴向拉拔或压缩的金属或多晶体中，往往以一个或几个结晶学方向平行或近似平行于轴向，这种织构称为丝织构或纤维织构。

理想的丝织构往往沿材料流变方向对称排列。

其织构常用与其平行的晶向指数<UVW>表示。

某些锻压、压缩多晶材料中，晶体往往以某一晶面法线平行于压缩力轴向，此类择优取向称为面织构，常以{HKL}表示。

轧制板材的晶体，既受拉力又受压力，因此除以某些晶体学方向平行轧向外，还以某些晶面平行于轧面，此类织构称为板织构，常以{HKL}<UVW>表示。

3 织构的表示方法择优取向是多晶体在空间中集聚的现象，肉眼难于准确判定其取向，为了直观地表示，必须把这种微观的空间集聚取向的位置、角度、密度分布与材料的宏观外观坐标系 (拉丝及纤维的轴向，轧板的轧向、横向、板面法向) 联系起来。

什么叫织构织构的测定摘自：《X射线衍射技术及设备》（鞍钢钢铁研究所，丘利、胡玉和编著，冶金工业出版社1999年出版）1 织构定义单晶体在不同的晶体学方向上，其力学、电磁、光学、耐腐蚀、磁学甚至核物理等方面的性能会表现出显著差异，这种现象称为各向异性。

多晶体是许多单晶体的集合，如果晶粒数目大且各晶粒的排列是完全无规则的统计均匀分布，即在不同方向上取向几率相同，则这多晶集合体在不同方向上就会宏观地表现出各种性能相同的现象，这叫各向同性。

然而多晶体在其形成过程中，由于受到外界的力、热、电、磁等各种不同条件的影响，或在形成后受到不同的加工工艺的影响，多晶集合体中的各晶粒就会沿着某些方向排列，呈现出或多或少的统计不均匀分布，即出现在某些方向上聚集排列，因而在这些方向上取向几率增大的现象，这种现象叫做择优取向。

这种组织结构及规则聚集排列状态类似于天然纤维或织物的结构和纹理，故称之为织构。

织构测定在材料研究中有重要作用。

2 织构类型为了具体描述织构(即多晶体的取向分布规律)，常把择优取向的晶体学方向(晶向) 和晶体学平面(晶面) 跟多晶体宏观参考系相关连起来。

这种宏观参考系一般与多晶体外观相关连，譬如丝状材料一般采用轴向；板状材料多采用轧面及轧向。

多晶体在不同受力情况下，会出现不同类型的织构。

轴向拉拔或压缩的金属或多晶体中，往往以一个或几个结晶学方向平行或近似平行于轴向，这种织构称为丝织构或纤维织构。

理想的丝织构往往沿材料流变方向对称排列。

其织构常用与其平行的晶向指数<UVW>表示。

某些锻压、压缩多晶材料中，晶体往往以某一晶面法线平行于压缩力轴向，此类择优取向称为面织构，常以{HKL}表示。

轧制板材的晶体，既受拉力又受压力，因此除以某些晶体学方向平行轧向外，还以某些晶面平行于轧面，此类织构称为板织构，常以{HKL}<UVW>表示。

3 织构的表示方法择优取向是多晶体在空间中集聚的现象，肉眼难于准确判定其取向，为了直观地表示，必须把这种微观的空间集聚取向的位置、角度、密度分布与材料的宏观外观坐标系(拉丝及纤维的轴向，轧板的轧向、横向、板面法向) 联系起来。