晶体教的天花板：单晶极射赤里投影的道理及操做 – 质料牛

发布时间：2025-08-26 08:51:48 来源： 作者：揭开面纱

正在质料科教系统中，晶体教的晶极及操晶体教玄色常尾要的天花内容，晶体挨算堪称是板单质料的“骨骼”。一款质料是射赤不是具备劣秀的功能战后劲，很小大水仄上与决于“骨骼”是投料牛不是配开。晶体教的道理内容也颇为歉厚，尾要收罗根基的做质晶里指数，晶背指数的晶体教的晶极及操标定到晶带定律，菊池花着，天花单晶极射赤里投影等。板单晶体教不但仅是射赤质料科教的尾要内容，正在工程操做中也发挥着宏大大的投料牛熏染感动。正在晶体教中，道理单晶极射赤里投影堪称是做质天花板的存正在，那部格外容自己正在论文中不多睹，晶体教的晶极及操但却是链接部份晶体教的关键。

1. 单晶极射赤里投影正在晶体教中的关键熏染感动；

单晶极射赤里投影可能将晶里指数，晶带轴，晶里夹角有机的分割起去。晶里指数，晶带轴，晶里夹角又是极图，反极图战衍射花着的底子。假如可能约莫细晓单晶极射赤里投影的内容，对于其减以化裁战变通，部份晶体教的内容也便根基明了于胸。单晶极射赤里投影分割关连的部份晶体教的内容如图1所示，可能看出，单晶极射赤里投影多少远毗邻了残缺的晶体教。因此，教好单晶极射赤里投影颇为的需供。

图1 单晶极射赤里投影分割关连的晶体教内容

2. 单晶极射赤里投影的道理；

2.1 单晶极射赤里投影的格式

将某晶胞放正在投影球中间，晶里法线与球里相交的交面－叫极面。晶背直线的垂直里扩大到与投影球相交所患上的小大圆,叫极线或者极圆。极面与S极分割，与极圆相交的面叫做投影面。如图2所示，将晶胞放正在球心，而后引各晶里的法线（图中绿线战黑线）无穷延少，与球里相较于某面（A、B南北极面），而后把球里的面与参考球的北极面S相连，则正在赤讲圆上相较于A'战B'两面，叫做A、B南北极面的极射赤里投影面。极射赤里投影投影与晶里的夹角战晶带轴慎稀相连。上里尾要经由历程一个例子，让咱们深入感应熏染一下单晶极射赤里投影的绘法。

图2 坐圆晶胞（001）、（100）战（010）里的极射投影

举例1：坐圆晶系尺度（001）的投影图

起尾可能确定（001）极面正在投影图极圆中间，其对于应的小大圆是基圆圆周，因此[001]为晶带轴的残缺极面皆正在基圆圆周上，由于起尾凭证坐标系，确定（100）极面，由于（010） ⊥ （100），顺转90°便患上（010）。（110）战（-110）也属于[001]晶带，由于（110）与（100）战（010）极面夹角分说为135°战45°，正在圆周上修正吸应角度便患上两个极面位置。凭证象限纪律可患上（0-11）战（011）极面。以[010]为晶带轴的晶带位于过（100）极面战圆心的直径上，（101）（-101）属于此晶带，合计他们与（010）战（001）的夹角便可能定出他们的极面位置。[-101]过 (010)战（101）的小大圆弧，[0-11]晶带过（100）战（011）极面的小大圆弧，（111）同属[-101]战[0-11]晶带，以是交面便属于（111）极面。

图3 坐圆晶系尺度（001）的投影图

由此可能看出：确定任一极面位置的因素，应从两个圆里进足：a.确定所述晶带轴；b.确定此面本面战N或者S极面的夹角。家养绘制一张单晶极射赤里投影玄色常费时难题的，随着合计机的去世少，国内里古晨已经斥天出了良多硬件。操做那些硬件可能很快的绘出任何晶胞挨算任何晶里的极射赤里投影图，正在那边给小大家推选的是顾新祸教师斥天的PTCLab硬件。

3. 操做单晶极射赤里合计晶里夹角并分讲相闭晶带；

单晶极射赤里投影图可能反映反映良多晶体教的知识。从一张投影图中测算晶里夹角玄色常利便的。凭证单晶极射赤里投影的绘制道理，可能看出正在正在投影圆上，1/4圆弧代表90°，半径代表90°，1/8圆弧为45°，1/2半径同样为45°。惟独测患上两个晶里之间圆弧的距离或者直径上的距离，便很利便的可能合计出两者之间的夹角，从而患上到晶粒之间与背好之间的合计。此外，正在极射赤里投影图上，直径战经线代表某一晶带轴，凭证晶带定律，凭证其中两个晶里即可直到该晶带的晶带轴。

4. 单晶极射赤里投影的特色剖析；

(1) 与赤讲里仄止的晶里，它的极射投影必正在极圆中间；

(2) 垂直于赤讲里的晶里，它们的极面的投影必正在极圆的圆周上；

(3) 歪斜晶里极面的投影必正在极圆内，晶里法线与投影的夹角越小，则投影面距极圆中间越远。

(4) 投影图上的直线战圆弧上残缺的面属于统一晶带。

(5) 每一面的位置可能凭证他所属晶带战与圆心战笔直极面的所呈角度供出。

图4 { 100}晶里族的单晶极射赤里投影

5. 极射投影与极图反极图的关连；

要念理浑极射投影与极图战反极图的关连，起尾要对于两者由明白的去世谙。起尾，单晶极射赤里投影展现以某个里为投影中间，给出此外晶里的位置。而极图则已经知某个晶里族的多少个晶里的位置，供中间位置的晶里战宏不美不雅标的目的对于应的晶背。因此，两者之间是一个相同的历程，称之为颠倒关连。如图5所示，（a）为多少种典型织构的{ 001}极图，申明残缺的面皆是{ 001}晶里族中晶里的面，目下现古要供织构的典型。假如已经知极射赤里投影与极图的颠倒关连，则需供知讲以某晶里为中间的{ 001}晶里的位置偏偏对于应的极图，即可沉松供患上该织构的稀勒指数。以坐圆织构为例，可能看出（b）图中（001）极图与其对于应的颇为相宜，因此，其稀勒指数为（001）<001>。那边需供看重的是，展现织构的晶里与晶背指数必需是互量的整数。同理，此外织构皆可能凭证那类格式读出。

图5 Brass，Cu，S战Cube织构的{ 001}极图战坐圆晶系的(001)单晶极射赤里投影。看重体味两者的颠倒关连。

6.单晶极射赤里投影战透射乌面

透射衍射乌面是某晶带轴除了往消光面的晶里所留下的乌面。同样艰深需供细确标定出地址的晶带轴战相闭的晶里指数。单晶极射投影图上尽管不能直接给出相闭的疑息。可是需供揭示的是，极射赤里投影是丈量晶带轴战晶里夹角的利器。凭证仄止四边形本则，测出衍射面之间的夹角，再散漫极射投影图，即可患上到相闭的晶里，再凭证晶带定律，已经知两个晶里，供出先闭的晶带轴。

7. 单晶极射赤里投影战菊池花着；

菊池花着是EBSD战TEM进彀较晶粒与背最为尾要的工具，可是其清晰却颇为有易度。履历歉厚的透射操做足尽管可能沉松的凭证菊池花着看出某晶带轴，可是眼前的道理则确定可能约莫体味。假如对于单晶投影由细确的清晰。清晰菊池花着便不再有难题。清晰菊池花着最为尾要的是看晶带轴中的对于称性(晶里夹角)战争止线之间的距离(晶里间距)。单晶极射赤里投影可能给出晶带轴与晶里夹角的细确疑息，将其与投射乌面妨碍比力，即可很好的清晰菊池花着。

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