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多晶體 |
整個物體是由許多雜亂無章的排列着的小晶體組成的,這樣的物體叫多晶體。一般來說多晶體是各向同性的,但單個小晶體仍是各向異性。
簡介
自然界中物質的存在狀態有三種:氣態、液態、固態(此處指一般物質,未包括「第四態」等離子體)。固體又可分為兩種存在形式:晶體和非晶體。晶體是經過結晶過程而形成的具有規則的幾何外形的固體;晶體中原子或分子在空間按一定規律周期性重複的排列。從液態轉變為固態的過程首先要成核,然後生長,這個過程叫晶粒的成核長大。晶粒內分子、原子都是有規則地排列的,所以一個晶粒就是單晶。多個晶粒,每個晶粒的大小和形狀不同,而且取向也是凌亂的,沒有明顯的外形,也不表現各向異性,是多晶。
評價
晶體是經過結晶過程而形成的具有規則的幾何外形的固體;晶體中原子或分子在空間按一定規律周期性重複的排列。非晶是無規則排列,無周期無對稱特徵,原子排列無序,沒有一定的晶格常數,描敘結構特點的只有徑向分布函數,這是個統計的量。我們不知道具體確定的晶格常數,但可以知道面間距的統計分布情況。非晶有很多誘人的特性,因為它的應力應變曲線很特別。前面說了,從液態到到固態有個成核長大的過程,若不讓它成核,直接到固態,得到非晶,這需要很快的冷卻速度。所以研究一方面致力提高冷卻速度,一方面在不斷尋找新的合金配方,因為不同的合金配方有不同的非晶形成能力,通常有Tg參數表徵,叫玻璃化溫度。非晶沒有晶粒,也就沒有晶界一說。也有人曾跟我說過非晶可以看成有晶界組成。那麼另一方面,讓若它成核,不讓它長大,就成了納米晶。多晶體材料在製備、合成及加工等工藝過程形成擇優取向,即各晶粒的取向朝一個或幾個特定方向偏聚的現像,這種組織狀態稱為織構。如材料經拉拔、軋制、擠壓、旋壓等壓力加工後,由於塑性變形中晶粒方位轉動、變形而形成形變織構;退火後又產生不同冷加工狀態的退火織構(或再結晶織構):鑄造材料具有某些晶向垂直於模壁的組織特點,電鍍、真空蒸鍍、濺射等方法製備的薄膜材料也表現出特殊的擇優取向。不僅金屬、在陶瓷、天然岩石、天然和人造纖維材料中都存在織構,所以說擇優取向在多晶材料中幾乎是無所不在的織構使多晶體材料的物理、力學、化學性能發生各向異性,這種性質有時是有害的,如冷軋鋼板的擇優取向使用它製成的衝壓件出現「制耳」和厚度不均勻以致折皺的疵病;而有時又是有益的,如冷軋硅鋼片經適當退火得到的「高斯織構」有利於減小磁損,織構還可以作為一些材料的強化方法加以利用。因而測定織構並給它一定的指標是材料研究的一個重要方面,多處來X射線衍射是揭示材料織構特徵的主要方法。近年來背散射電子衍射(EBSD)法在結構測定上亦得到廣泛應用。[1]