Al-Ni-Rh體系中復雜合金相及其缺陷微觀結構的研究.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)形暗場掃描透射像(HAADF-STEM)，X射線能量色散譜(EDS)等電子顯微學實驗方法，對Al-Ni-Rh合金系中的準晶，近似相以及其中的缺陷微觀結構進行了系統(tǒng)的研究。利用能量計算、高分辨觀察像以及高分辨像模擬計算結合的方法確定了復雜結構合金相ξ'和ξ-Al-Ni-Rh中缺陷的結構，并且討論了電子束對復雜合金相的影響。主要的研究結果可以總結如下： 1)利用高分

2、辨電子顯微技術在Al75Ni15Rh10合金中發(fā)現了1.6 nm周期的十次準晶，報道了這種準晶在二次軸方向及在十次軸方向的高分辨結構，闡述了其周期及其準周期的排列方式。本研究發(fā)現了準晶的兩種近似相：ξ'-和ξ-Al-Ni-Rh相。ξ'-和ξ-Al-Ni-Rh相的基本結構單元均為扁六邊形，在每個六邊形的頂點存在一個柱形原子團簇。在ξ'-相中，扁六邊形以72°夾角交錯排列；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十次準晶與近似相共生時的局部結構連接，是以準晶中五邊形組態(tài)的4邊相接方式過渡到近似相中扁六邊形單元而實現的。不同周期的共生準晶之間也存在確定的結構關聯(lián)，在準周期平面上，原子團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方法，研究了復雜合金相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復雜合金相系統(tǒng)中，發(fā)現了相子缺陷

4、，一種準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制結構，這種缺陷的核心部分是由于原子團簇柱的扭錯引起的。 在復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。另外本論文還發(fā)現三種特殊的疇界超結構：這些疇界超結構可以用一種類似于重位點陣的重位晶界模型來描述。實驗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。高分辨像模擬技術驗證了模型的合理性。此外，利用嵌入勢函數計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構都可以用一個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共用邊(兩個原子團簇)： 2)相鄰疇中的基本單元重疊時沿b方向有最大重疊面積。 3)