Al-Ni-Rh體系中復(fù)雜合金相及其缺陷微觀結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、本論文綜合利用選區(qū)電子衍射(SAED)，高分辨像(HREM)，高角環(huán)形暗場(chǎng)掃描透射像(HAADF-STEM)，X射線能量色散譜(EDS)等電子顯微學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)Al-Ni-Rh合金系中的準(zhǔn)晶，近似相以及其中的缺陷微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。利用能量計(jì)算、高分辨觀察像以及高分辨像模擬計(jì)算結(jié)合的方法確定了復(fù)雜結(jié)構(gòu)合金相ξ'和ξ-Al-Ni-Rh中缺陷的結(jié)構(gòu)，并且討論了電子束對(duì)復(fù)雜合金相的影響。主要的研究結(jié)果可以總結(jié)如下： 1)利用高分

2、辨電子顯微技術(shù)在Al75Ni15Rh10合金中發(fā)現(xiàn)了1.6 nm周期的十次準(zhǔn)晶，報(bào)道了這種準(zhǔn)晶在二次軸方向及在十次軸方向的高分辨結(jié)構(gòu)，闡述了其周期及其準(zhǔn)周期的排列方式。本研究發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)晶的兩種近似相：ξ'-和ξ-Al-Ni-Rh相。ξ'-和ξ-Al-Ni-Rh相的基本結(jié)構(gòu)單元均為扁六邊形，在每個(gè)六邊形的頂點(diǎn)存在一個(gè)柱形原子團(tuán)簇。在ξ'-相中，扁六邊形以72°夾角交錯(cuò)排列；而在ξ-相中，扁六邊形平行排列。ξ'相與ξ相往往共生，并且它們的偽十

3、次軸[010]方向相互平行。1.6 nm十次準(zhǔn)晶與近似相共生時(shí)的局部結(jié)構(gòu)連接，是以準(zhǔn)晶中五邊形組態(tài)的4邊相接方式過渡到近似相中扁六邊形單元而實(shí)現(xiàn)的。不同周期的共生準(zhǔn)晶之間也存在確定的結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)，在準(zhǔn)周期平面上，原子團(tuán)排列的取向有序方向保持一致。 2)利用高分辨透射電子顯微學(xué)方法，研究了復(fù)雜合金相ξ'-Al-Ni-Rh和ξ-Al-Ni-Rh相中特殊類型的面缺陷。 在ξ'-和ξ-Al-Ni-Rh復(fù)雜合金相系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)了相子缺陷

4、，一種準(zhǔn)晶和近似相所特有的缺陷，它們的存在形式更加多樣化。其中的十字花形的缺陷可以形成高密度缺陷的調(diào)制結(jié)構(gòu)，這種缺陷的核心部分是由于原子團(tuán)簇柱的扭錯(cuò)引起的。 在復(fù)雜合金相中存在大量的晶界與疇界：其中包括三叉晶界，多重孿晶，層錯(cuò)。另外本論文還發(fā)現(xiàn)三種特殊的疇界超結(jié)構(gòu)：這些疇界超結(jié)構(gòu)可以用一種類似于重位點(diǎn)陣的重位晶界模型來描述。實(shí)驗(yàn)上觀察到三種重位疇界，相鄰疇之間的位移矢量分別為r=1/2τa+1/2τ2c，r=1/2a+1/2τc

5、和r=1/2τ2a+1/2c。高分辨像模擬技術(shù)驗(yàn)證了模型的合理性。此外，利用嵌入勢(shì)函數(shù)計(jì)算了缺陷不同面之間解理能量差別，得出合理的解理面。 本論文提出了疇界的通用模型：各種疇界及其疇界處超結(jié)構(gòu)都可以用一個(gè)通用的疊加覆蓋模型去表示，覆蓋的基本單元為扁六邊形或P-B多邊形，連接與覆蓋規(guī)則如下： 1)相鄰疇中的基本單元至少有一個(gè)共用邊(兩個(gè)原子團(tuán)簇)： 2)相鄰疇中的基本單元重疊時(shí)沿b方向有最大重疊面積。 3)