立方准晶的高阶劳厄带线和菊池线花样的计算机模拟

本文将晶体学中计算会聚束电子衍射(CBED)明场盘内HOLZ线的传统方法进一步发展到立方准晶的情况。本文应用计算机模拟立方准晶的沿几个主要带轴的CBED明场盘内的HOLZ线和在两个取向三角形内的菊池线的极射赤面投影图。     

会聚束电子衍射在矿物研究中的应用

会聚束电子衍射(CBED)可以从10nm区域提取包括高阶劳厄带(HOLZ)的三维衍射信息。用HOLZ线可以准确地测定晶体的点阵参数,点群和空间群[1—4]。CBED是研究层状晶体和平行于样品表面的层错、堆垛错乱等缺陷的有效方法。HOLZ线对应力很敏感,这为研究位错提供了可能性。因此,CBED是鉴定,表征晶体的强有力手段,在矿物研究中很有用处。最近发展的大角度CBED增强和扩大了CBED的应用范围,为研究大晶胞矿物提供了方便[5]。我们用CBED研究了云母,辉钼矿,石墨,黄铁矿,闪锌矿,金红石等矿物。下面通过实例来说明CBED在矿物研究中的应用。     

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     

十次对称准晶中位错对的会聚束电子衍射研究

自准晶体发现以来,对准晶体中的缺陷的研究一直是人们感兴趣的课题,在准晶体中人们发现了位错、层错、小角晶界、位错圈和公度错等缺陷。这里,介绍我们利用离焦会聚束电子衍射(简称CBED)对Al_(70)Co_(15)Ni_(15)十次准晶中位错对的研究结果。图1是在Al_(70)Co_(15)Ni_(15)十次准晶中观察到的位错对的双束明场像。衍射分析表明,构成这些位错对的位错的柏格矢方向都沿着十次轴。在位错对的终端,两位错头部的黑白衬度振荡一样,说明两位错具有相同符号的柏格矢。这说明这些平行排的位错构成位错对。利用+g的弱束象分析结果也说明它们是位错对。图2(a),(b),     

〔110〕取向Nb单晶循环变形后的位错亚结构

本文对bcc金属[110]取向的Nb单晶进行了恒应变循环变形,测定了循环硬化曲线,并对其相应的位错亚结构进行了研究。硬化曲线(图1)分成快速硬化和饱和硬化两个阶段,位错组态出现一定方向的位错束(图2)。对曲线上经过不同周次循环变形后的试样进行了透射电镜观察,发展在(111)面上的位错束分别垂直于[101]、[110]和[011]方向,而(011)面上的位错束则分别垂直于[211]、[011]和[211]。这些方向恰好是体心立方Nb晶体的滑移面({110}面,{112}面)和膜面的交线。因此可以认为这些位错束的形成是由于形变集中在滑移带内,滑移带内的一些原子面上位错高度集中,成为很高的弹性应变区,当这些原子面处于衍射位置时,就会在萤光屏上显示出暗黑色的衬度。     

Ni3Al中位错的会聚束电子衍射研究

利用会聚束电子衍射技术研究晶体中的缺陷在实验和理论上都得到了重要的发展。本文研究了金属间化合物Ni_3Al中位错对HOLZ线的影响和相应的多束动力学模拟计算。     

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     

AlCuFeB准晶颗粒增强复合材料中发现的大单胞准晶类似相

在二十面体准晶i-AlCuFeB颗粒增强的Al基复合材料[Al/(AlCuFeB)p]中发现了AlCuFe二十面体准晶的一种新的大单胞晶态近似相.分别用透射电镜和高分辨电镜对此近似相进行了分析,确定其结构为B心正交,其点阵常数是a=1.166 nm,b=1.195 nm及c=3.44 nm.高分辨像还进一步给出了该相在一个伪5次轴晶面内的原子团排列情况.     

In Ga As/Ga As超晶格的界面研究

In_xGa_(1-x)As/Ga As之间晶格失配度与X成线性关系,其最大值为7％。因而当外延层厚度大于临界厚度时在界面会产生微缺陷,这些缺陷对其材料性能有很大影响。因此对In x Ga_(1-x)As Ga As界面研究就显得很重要。本工作就GaAs衬底上MBE生长In_(0.2)Ga_(0.8)As/Ga As超晶格样品进行平面,断面的TEM研究。实验结果表明超晶格平整,均匀,只看到位错一种微缺陷。GaAs衬底内位错。表面机械损伤会在超晶格层内引入位错。在In Ga As Ga As界面上失配位错情况如图1所示。图1a为[110]方向衬象,可见界面上位错线及露头(箭头所示)倾转约30,在图1b中看到位错网络,箭头所示位错为1a中所示的露头。     

蠕变TiAl基合金形变孪晶的形成

ＴｉＡｌ基合金密度低 ,比强度高 ,具有良好的高温强度和抗蠕变 ,抗氧化能力。在航空 ,汽车 ,能源工业等方面有很大的应用前景[1] 。最近Ｈｓｉｎｇ等人[2 ,3 ] 研究了片层界面位错和形变孪晶对二相全片层ＴｉＡｌ合金蠕变变形的影响。在低应力 (138ＭＰａ)和小应变 (0 5 % )时主要是可动界面位错及片层(111)界面上晶格位错的滑动。在低应力 (138ＭＰａ)和大应变 (1 5 % )时 ,界面有更多的位错塞积 ,塞积导致局部应力升高 ,引起形变孪晶 ,形变孪晶的数量很少。在高应力 (5 18ＭＰａ)和小应变 (0 6 7% )时 ,蠕变过程中有连续的形变孪晶生成…     

用GeTe—Sb2Te3系薄膜的能高速直接重写的相变光盘

GeTe-Sb_2Te_3准二元组分线附近的 Ge-Sb—Te 三元合金薄膜,通过 100ns 以下的极短时间的激光照射,产生非晶-结晶之间的可逆相变,发现了光学特性发生很大变化,由 DSC 和 X 线衍射的结果可知,在上述的-组分范围,晶化的过程相同,在晶化的初始阶段出现准稳相的面心立方结构,由于光学特性变化在这个阶段大致终了,所以可以认为,这个过程支配了光学变化所必需的激光照射时间。用有代表性组分 Ge_2Sb_2Te_5的薄膜试制了光盘,确认了单一激光光束的直接重写性能,在绒速30米/秒的条件下,将激光功率在记录级(21毫瓦)和擦除级(9毫瓦)这二个值之间进行调制,通过照射,确认能够实现最高为15兆赫的高频记录,直接重写时能够得到50分贝以上的载噪比和26分贝的擦除率,经十万次擦写循环也没有发生大的变化。     

热处理对Mg-Zn-Y准晶形貌及其组织的影响

准晶是具有与晶体和非晶玻璃态结构不同的新凝聚态物质。1984年Shechtman等关于准晶的报告发表以后，立刻引起人们广泛的兴趣。早期发现的准晶多在Al合金系中，1993年，Luo等首次在以锌为主要组元的Zn-Mg（Y,RE）合金系中发现了二十面体准晶相。1994年，Niikura发现通过缓慢冷却Zn-Mg-RE合金，在锌富集区中具有高度有序的面心立方二十面体结构。     

Y1Ba2Cu3O7—8超导体层错的高分辨电镜研究

我们在运用高分辨电子显微术,在T_c为90K通过固态反应制备的YBaCuO超导体中观察到两种类型的层错,其层错面均为(001)面。结构象衬度及晶体周期性分析表明层错均为附加Cu-O链插入包含基本Cu-O面的两层Ba-O层之间所致,两种层错分别具有位移矢量R_1=[0,/2,c/b]和R_2=[a/2,b/2,c/b]。图1为[100]带轴的高分辨象,图中显示了R_1型层错并标出了层错附近原子排列情况,结构模型在[100]方向的投影如图4A区所示。图2是与图1同一样品稍不同区域不同欠焦量的[100]带轴高分辨象。图中B区沿水平方向晶格参数与A区相同,故A、B两区具有相同的晶带轴B区显示的层错与A区不同,具有位移矢量R_2,图中标出了原子排列情况,结构模型如图4B区所示。(001)层错可以穿过整个晶粒,也可中止在其中。在层错中止处,存在伯格斯矢量和层错位移矢量相同的不全位错。图     

铁中位错环的观察和类型的确定

高能离子辐照金属时形成大量的点缺陷,这些点缺陷聚集成位错环。图(a)所示是高压电镜中电子辐照铁形成的尺寸较小的位错环。为确定位错环的类型,首先要确定g·b的符号,然后确定位错环平面的倾斜方位,由于这些位错环尺寸较小,化透射电镜的实际观察中要确定位错环的倾斜方位是较困难的。作者在观察铁中的位错环时,先倾动样品获得[111]晶带轴的电子衍射花样,然后用不同的反射g观察位错象,分析观察的结果确定其柏化矢量b,再由b·B的符号确定位错环的类型。对于体心立方结构的铁,其位错的柏化矢量b为1/2<111>类型,即可能有八个方向,由于用g_1=[110]观察时位错象消失,所以g_1·b=0,再用g_2=[101]观察,位错象不消失,则g_2·b≠0,那么可以判定此位错环的柏化矢量为1/2[111]     

铸态Mg-Zn-Gd合金中准晶相的应变速率敏感性研究

利用纳米压痕仪、原子力显微镜以及电子显微镜等性能与显微结构分析手段对镁基二十面体准晶的应变速率敏感性问题进行了研究.在室温下对铸态Mg79.4-Zn18.5-Gd2.1(at.%)合金中形成的网状准晶相进行纳米压入测试,比较了不同压入应变速率下压痕的压入曲线、表面形貌差异,并据此对准晶相的压入变形行为进行了研究.结果表明,准晶相的室温硬度对应变速率敏感,其变形行为与常规金属及合金相比具有特殊性.结合准晶原子团簇摩擦变形理论,对反映准晶特性的压入实验现象进行了分析和讨论.     

铸态Mg96Zn3Y1合金高温热处理显微结构的电子显微研究

本文应用扫描背散射电子(SEM-BSE)像和透射电子显微(TEM)像观察的方法,研究了铸态Mg96Zn3Y1(at.％)合金经过500℃高温热处理后显微组织结构的变化.结果表明铸态Mg96Zn3Y1(at.％)合金中的初生相为网格状形貌,其中多数为面心立方W(Mg3Zn3Y2)相,少数为二十面体准晶Ⅰ(Mg3Zn6Y)...     

多片层方法计算高阶劳厄衍射效应的收敛性研究

本文采用系统的分析方法和电子衍射中"纯粹的HOLZ情形"的概念,对计算高阶劳厄带(HOLZ)效应的传统多片层法(CMS)和二阶多片层法(SOMS)的收敛性进行了研究.研究表明CMS和SOMS可以写成一个标准的多片层法公式,以便对它们进行系统性的比较分析.采用多片层法计算的HOLZ效应表现为一系列的HOLZ效应项而且这些项的收敛取决于那些与片层厚度的平方成正比的项.本文对在电子衍射中"纯粹的HOLZ情形"下的这些HOLZ效应项的加和作了明确估算,给出了计算HOLZ的片层厚度标准.这些研究结果表明在HOLZ计算中SOMS的收敛性比CMS的更好,因此SOMS是比CMS更有效的计算HOLZ的方法.进一步的计算结果证实了这一结论.     

铌单晶恒应变疲劳的位错机制

体心立方金属循环变形的位错组态研究工作目前开展得还不多,Mughrabi等用透射电镜观察了α—Fe循环变形过程中的位错组态;Mori等人研究了Fe—Si单晶循环周次和位错结构之间的关系。我们观察了不同循环周次下铌单晶的位错组态,也就是塑性应变幅恒定时循环硬化曲线上各部分的位错组态。选用轴向为[321]方向的铌单晶(单滑移系)。其循环硬化曲线见图1(塑性应变幅e_P=4.5×10~3)。曲线明显地分成三个阶段:Ⅰ.小应变阶段(曲线缓慢上升);Ⅱ.快速硬化阶段(曲线急速上升);Ⅲ.饱和阶段(曲线趋向水平)。在曲线中选择A、B、C、D四点观察其位错组态,电镜观察选用(101)面(滑移面)和(111)面(垂直于滑移方向的平面)。滑移面(101)面上布氏矢量b_P的方向为[111]。 A点(e_(cum)=0.09)处于循环硬化曲线的第Ⅰ阶段。(101)面上位错组态为许多较密集的位错网络和碎块状的位错圈,位错网络中刃型位错占相当一部分的比例,虽然位错还没有形成条带,但已看出局部地区位错开始缠结。     

MBE生长的GaAs1—xSbx／GaAs系中缺陷的研究

GaAs_(1-x)Sb_x作为有前途的长波长光电材料已受到了广泛的重视。但是由于GaAs_(1-x)Sb_x在GaAs衬底上进行外延生长时存在过大的晶格失配度(约7.5％)而遇到了较大的困难。为了提高材料的质量,对于GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs体系异质结界面失配位错的分析已成为了有兴趣的研究课题。本文对用分子束外延(MBE)生长的GaAs_(1-x)Sb_x/GaAs系材料的界面缺陷进行了横断面透射电子显微镜和高分辩电子显微镜的研究,目的在于了解界面的缺陷行为并探讨改进材料质量的途径。