AlCo合金中稳定的十次对称准晶

何伦雄等于1988年首次在AlCoCu合金中发现稳定的十次对称准晶,并获得了毫米级大小的准晶单晶体,其成分为Al_(65)Co_(15)Cu_(20),随后Tsai等又在Al_(70)Co_(20)Ni_(10)合金中发现稳定的十次准晶,这些稳定的十次准晶的合金成分可归结为Al_(65-70)(Co,Ni,Cu)_(30-35),与Al_3M相差不远,因此,     

与十次准晶相关的晶体相的透射电镜研究

研究表明,在许多合金中存在着与准晶相关的亚稳或稳定的晶体相。这些晶体相既有与准晶共生的,也有由准晶通过热处理等方法转变而得到的,其主要特征是这些晶体的电子衍射图中强衍射斑分布或多或少地显示出与二十面体准晶的五次轴或十次准晶的十次轴相似,从而说明这些晶体相的局部原子结构与准晶的结构是非常相似的。对这些晶体相的研究将有益于描述准晶的结构。在用透射电镜研究急冷铝锰合金中的准晶相变过程中,发现了二种由十次准晶转变的晶体相,本文给出主要实验结果。     

Al—Cu—Fe准晶中位错引起的HOLZ线的位移与分裂

随着准晶研究的深入,准晶中的位错也引起了人们的关注。我们用会聚束电子衍射(CBED)高阶Laue带(HOLZ)线实验方法,结合衍衬象技术,在EM420电镜上,对Al-Cu-Fe准晶二十面体相中的位错进行了初步研究。图1是含有位错的Al-Cu-Fe准晶二十面体相的明场象,箭头指出所研究的位错。由使此位错线不可见的两个衍射矢量,可以初步判断其Burgers矢最b致平行于[110000](二次轴),与文献[1]的结论一致。当直径为4nm的电子束聚焦在该位错线上时,一些HOLZ线发生分裂。本     

急冷合金Al_5Ir中准晶态的研究

自1984年 Shechtman 首次在 Al-Mn 合金中发现准晶以来,对准晶态韵研究已成为国内外瞩目的热门课题。在短时间内,人们相继在许多合金系中,其中包括一系列铝与过渡族金属(Cr、Co、Fe、V、Ru等)二元合金中都报道了准晶的存在。本文首次报道了在通过甩带法制成的Al_5Ir急冷合金中存在有十次准晶,其十次轴方向的周期约为1.6nm。图1为准晶的形貌像,呈玫瑰花状。图2为该准晶的十次电子衍射谱及绕DD轴和PP轴旋转90°得到的二次电子衍射谱。我们还发现了一种在该合金中未见报道过的晶体相,这种晶体相所属晶系为六方晶系,其单胞常数为a=12.26A,c=27.27A。与前不久在Al_5Pd合     

准晶体合金断口扫描电镜观察

在对形成稳定准晶体的Al_(65)Cu_(20)Co_(15)与Al_(65)Cu_(20)Fe_(15)合金铸锭断口进行扫描电镜观察时,可看到显示十边形相与二十面体相点群对称的完整形貌。这种晶粒较小,一般在10μm左右。对于较大晶粒,往往是由多个取向相同的晶粒组成,典型形貌如图1,2所示,尽管不完整,但仍然显示其特征对称性,它们极可能是由一个结晶中心生长起来的特殊形貌技晶体,不像常见技晶体那样可区分出不同级别的技晶轴,对于十边形准晶体(图1),柱体沿十次轴择优生长,在沿垂直十次轴方向生长时整个柱体并不同时生长,先变粗的部位上可以随机长出新的柱体,从而形成由多个取向相同的小柱体组成一个大柱体的形貌,对于二十面体相(图2),十二面体长大到一定程度后沿惯习面生长更快些,惯习面加厚时在其截面     

急冷AlNi合金中的十次准晶与晶体相

准晶态的研究是近年来开展起来的。准晶是具有准平移周期序及非晶体学对称点群的一类固态相,被认为是介于晶态与非晶态之间的一种物质状态。按其准周期维数可分为三维、二维、一维准晶。十次准晶为二维准晶,即具有十次旋转对称点群及沿此对称轴的平移周期序。本文就AlNi系急冷合金中的准晶及其晶体相作了研究。样品通过锤淬技术将合金从液态高速冷却至固态而得到,所选合金成份如表l。AlNi系准晶为二维十次准晶,其特点是十次轴周期为0.4nm,这是所发现的十次准晶中最小的情况,被认为是十次准晶中最基本的周期单元,见图l(a)(b)(c)。研究表明,Al_3Ni接近Al—Ni系准晶的最佳成份,随着Ni含量的减少,准晶晶粒小大与数量都递减,直至Al_6Ni时,无准晶存在。实验证实了少量Si对于准晶的形成有影响,Al_6Ni中加入20％Si代替Al时,观察到了一种周期为1.6nm的十次准晶;加     

大单胞铝—过渡族晶体的十次准晶近似

在许多铝—过渡族元素合金系中可经常发现许多大单胞晶体,这些大单胞晶体与十次准晶共生且与十次准晶具有类似的成份和局域结构。本文利用五维空间到二维空间投影的方法在十次准晶的准周期penrose平面的两个相互已交的二次轴P、D方向上同时引入相位子场,即用两个相邻Fibonacci数的比值Fn+1/Fn分别作为两方向无理黄金分割τ=(τ=(1+5~(1/2))/2)的有理近似,可得到具有大参数正交单胞的二维周期Penrose平面(参数约为1～3纳米)。P、D方向的相位子场参数m_(11)、m_(22)和点     

十二面体准晶形成机理的研究

1984年,D.Shechtman等在快速凝固的Al-Mn合金中首次发现了具有五次旋转对称性的全新物相——准晶,这强烈地震撼了传统晶体学的理论基础,成为凝聚态物理学研究中举世瞩目的大事,在世界范围内激起准晶研究的热潮。近几年来,人们一直力求从理论上揭示准晶体的形成机理。1989年,K.Ingersent综合考虑近距原子之间的引力和斥力,利用著名的Wulff方程,从理论上推导出了十二面体准晶的形成机理,如图(1)所示。从(a)到(e),随着Wulff方程中引力项作用减弱,斥力项作用的增强,二次、三次、四次对称晶面逐渐消失,最终形成标准的十二面体。     

少量Ni添加对Al-Rh准晶系微结构的影响

自从发现具有十次对称性的二维准晶以来，十次对称二元合金系准晶由于成分简单成为研究准晶的热点。铝基准晶是准晶系中比较丰富的一族，其中Al-TM系（TM代表过渡族金属，如Mn、Pd、Co、Rh）准晶是一类典型的代表。最早发现Al-Mn二十面体准晶即是铝基准晶。Hiraga曾经报道了Al-Pd系统中存在的1．6nm周期的十次对称准晶及存在正交结构的大单胞晶体的准晶近似相。与Al-Pd结构及原子序数相似的Al-Rh合金系统的有关报道却比较少。Ma等曾报道了Al-Rh中存在周期为1．6nm的十次对称准晶，并研究了这种准晶的热稳定性能，指出它不是一种稳定的准晶。限于当时的电镜设备，有关Al-Rh二元准晶的微观结构报道的也不尽详细。Grushko等后来详细报道了Al-Ni-Rh三元合金系中存在的周期为0．4nm的十次对称准晶。另外还有报道认为微量Si的掺入促进准晶形成更为完美的结构。     

二十面体准晶中的位错反应

二十面体准晶中的位错反应王仁卉（武汉大学物理系，武汉４３００７２）在研究晶体塑性形变微观机制的过程中，位错的分解与反应起着重要作用。至今发现的准晶在室温都很脆，但在高温却可能塑性很好。系统的透射电镜观察表明，Ａｌ７０．６Ｐｄ２１．１Ｍｎ８．３二十面体...     

急冷Al4Cr合金的透射电镜研究

研究与准晶结构相关的晶体相将有助于对准晶的原子结构的了解。在急冷的AL_4Cr合金中,我们观察到一个与二十面体准晶有密切联系的晶体相。通过电子衍射确定该相具有底心正交点阵,x射线能谱分析表明其成分接近Al_4cr,x射线点阵参数测量的结果与S.S.Lu等报道的正交Al_7Cr的点阵参数相符(a=19.99A,b=34.51A,c=12.47A),因此,我们所观察到的正交相与S.S.Lu报道的Al_7Cr是同一个相,为区别于我们在急冷Al_2CrSi合金中发现的μ-Al_4Cr,我们称之为ε-Al_4Cr。     

急冷Mn—Si—Al中八次准晶中的反相畴界的观察

自从在急冷的Cr-Ni-Si合金中首次发现八次对称准晶后,在急冷的Mn-Si-Al合金中也观察到了八次准晶,且后者准晶颗粒比前者大,因此可以通过衍衬方法来研究Mn-Si-Al合金中准晶相的缺陷。图A是当电子束平行于八次轴方向入射时得到的八次对称衍射谱的四分之一部份,对该谱的衍射点逐个进行暗场成象分析,结果发现衍射斑点可以分为四类(a.b.c.d)。在a类点的暗场象中看不见黑线似的反相畴界衬度,如图B和图C所示。在b类点成象的暗场象中能看到图D所示的黑线似的反相畴界的衬度,c类点的暗场象则给出图E示的反相畴界衬度。我们从图D和图E可看出,b类点的畴界衬度在c     

准晶光子晶体特性及应用

准晶光子晶体具有产生完全带隙的折射率阈值低、光子带隙与入射方向无关、产生局域态无需缺陷等优于周期性光子晶体的性能,使其成为光子带隙材料和负折射率材料等的优秀候选对象,具有广阔的应用前景。对近年来准晶光子晶体的研究进展进行综述,主要包括准晶光子晶体的结构、特点以及在应用方面的研究进展和前景。     

定量CBED测定准晶结构因子初步研究

定量会聚束电子衍射(CBED)技术应用于晶体结构因子振幅与位相的测定,应用于晶体中电荷密度分布的测定取得了很大的成功。将定量CBED技术用于研究准晶结构,需要进行电子衍射强度的动力学计算,需要知道尽量准确的准晶结构因子的真实值,而仅将少数结构因子的振幅与位相作为可调参数对衍射强度进行拟合。准晶体的会聚束电子衍射中,不可避免地会发生衍射盘交叠的现象。准晶会聚束电子衍射的强度对结构因子的振幅与位相变化的敏感程度如何也是人们关心的问题。1.准晶结构因子的计算准晶体的结构通常在高维空间进行描述。可以用三维超平面去切…     

Al_(65)Cu_(20)Co_(15)中稳定的十次准晶

Shechtman在A1-Mn合金中发现二十面体相之后不久,Bendersky在Al-Mn中又(?)其沿十次轴方向的周期为12A。紧接着在Al-Fe,Al-Co和Al-Pt中也发现了十边形相,其沿十次轴方向周期为16A。最近李兴中在Al_4Ni中发现了沿十次轴方向周期为4A的十边形相。本工作对Al_(65)Cu_(20)Co_(15)合金由液态到固态的凝固过程进行不同的冷却速度处理,得到一系列不同的十边形相,它们沿十次轴方向的周期分别约为4,8,12,16A。利用锤淬法得到50μm以下厚度的样品中有两种十边形相,沿十次轴方向的周期分别为16A及4A,前者含量较少,常与后者共生在一起,故其衍射谱难以单独分离。图la是周期为4A者的十次轴衍射谱。降     

纳米Ir薄膜中缺陷结构的原子尺度研究

金属铱(Ir)因具有高密度,高熔点,高硬度等特点而被广泛应用于航空航天、军工等高新科技领域。但Ir的塑性差,严重影响其进一步广泛应用。金属自身的结构及缺陷对其力学性能具有重要影响,研究Ir的原子尺度微观结构可为其力学性能优化提供重要参考。本文主要利用透射电子显微镜(TEM)对纳米Ir薄膜中的缺陷类型和缺陷密度进行了研究。发现薄膜中存在高密度的孪晶以及位错。其中,薄膜中的孪晶密度为1.6×10³(1/μm²)。此外,研究还发现薄膜中有两大类缺陷的相互作用:位错与孪晶相互作用以及孪晶与孪晶相互作用。前者包括层错与孪晶相互作用以及全位错对孪晶的钉扎作用;孪晶之间的相互作用形态包括头对头对接式,三重孪晶和五重孪晶等多种形态。     

碲镉汞晶体结构性质的电子显微术研究

采用扫描电子显微术对布里奇曼法、固态再结晶法和碲溶剂法生长的Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ晶体的结构性质进行了研究，结果表明位错和亚晶界是三种方法所得晶体的主要缺陷，而位错和亚晶界的形态与分布则取决于被研究面的结晶学取向。实验还观察到经过长期高温退火的晶体中单个位错成规则的点阵分布，或排列成位错墙。此外也观察到孪晶，多晶以及第二相等结构缺陷。     

用双面研磨机代替平面磨床的减薄工艺

单晶硅是制造半导体硅器件的重要原始材料.单晶硅有两种缺陷:生长缺陷(即原生缺陷)和二次缺陷(即诱生缺陷).如果仅有完美的晶体而没有完美的加工技术,也达不到预想的目的.在器件生产工艺中往往会引进二次缺陷(如氧化层错、外延层错及位错等),直接影响半导体器件的质量和电性能.     

Ga—Fe—Cu（Si）等合金中的二十面体准晶及稳定的十重对称准晶

将成分为Ｇａ４６Ｆｅ２３Ｃｕ２３Ｓｉ８，Ｇａ５０Ｃｏ２５Ｃｕ２５，Ｇａ４６Ｖ２３Ｎｉ２３Ｓｉ８的合金放在抽真空的石英玻璃管中的熔融后水淬，二十面体准晶首先形成，接触是十重对称准晶，最后形成的是准晶的晶体近似相。二十面体准晶和十重准晶在７３０℃长时间退火后消失，但在加热到８３０℃后十重准晶重新出现，而在７３０℃进行再次退火后重新消失。加热过程的差热分析曲线表明，８００℃附近存在一个吸热峰，这对应着晶     

急冷Al-Fe合金中Al_(13)Fe_4相及其十次孪晶

利用philips EM-420电镜,我们研究了成分为Al—14—22at％Fe的急冷合金,发现十次准晶相、二十面体相和十次孪晶共存,其中孪晶被证实为Al_(13)Fe_4,通常也被称为是Al_3Fe或θ相。Al_(13)Fe_4结构早已由Black等人确定为单斜,空间群为C~2/m,点阵常数为a=1.5489nm,b=0.8083nm,c=1.2476nm,β=107.71°。