material 版 (精华区)

发信人: sucky (这念/'suki/,不要念错哦), 信区: material
标  题: 材科讲义（1）
发信站: 听涛站 (2001年06月06日18:17:39 星期三), 站内信件

§1. Introduction to Chapter 2, Interfaces
1.  Scope
l   Surfaces:   solid/vapor (physics)
solid/liquid (solidification)
liquid/vapor (condensation)
l   Interfaces*:    solid/solid
crystalline materials*: metals* (me), ceramics (ce),
semiconductors (se)…
amorphous materials: polymers, glass (nonmetallic, metallic)
2.   Arrangement
Classifications, Structure and models, Interfacial energy,
Equilibrium shape, Equilibrium segregation, Migration

3.   Influence to material properties (as planar defects)
l   Mechanic:   obstacles to deformation
                        sources of cracks
                        paths of breaking
        (grain refining: the only process that improves both strength and toughness)
l   Physical: electric and thermal (se/se, se/me)
superconductivity (g.b. in superconductors)
magnetic (grain size and texture)
l   Chemical: corrosion resistance
stress corrosion
catalysis (nanomaterials)
4.   Relevant new techniques: grain boundary engineering,
film growth, nanomaterial, composite materials…

§2.    Classifications of interfaces
1.   According to adjacent crystals (see table)
homophase
heterophase (differ in composition and/or structure)
2.  According to degree of lattice matching
l   coherent (twin, hcp/fcc)
l   semicoherent
small angle grain boundaries
habit planes of precipitates
l   fractional coherent (coincidence site lattice (CSL))
special large angle grain boundaries
habit planes of precipitates
l   incoherent
3.  Parameters for describing interfaces
l   Five macroscopic parameters
Three for orientation relationship(位向关系)
    homophase
rotation angles around three axes (3), p412
rotation axis (2) + q (1) or (hkl)α1 // (hkl)α2 + q (1)
                heterophase
{(hkl)α , (hkl)β, q1} + {[uvw]α, [uwv]β, q2}
            Two for orientation of interface:
normal vector (法矢), (hkl)α1 // (hkl)α2
l   Three microscopic parameters to define a translation
constant for atoms in coherent interfaces
various for atoms in others (depending on local relaxation)
§3. Structure of interfaces and geometrical models 
1.  Dislocation structure
(D =dislocation spacing and b, bαi, bβi, bαL = Burgers vectors)
l   symmetric tilt grain boundary
            D = b/[2sin(q/2)] @ b/q  (q = tilt angle)
l   interface with 1D misfit
 d = (aα - aβ )/aα     misfit (失配度)
         D = aβ/d = aαaβ/(aα - aβ )
l   interface with <3 sets of dislocations, with bαi & bβi in interface
D = 1/|Db*|,                 Db* = bαi* - bβi*,
        bsi* = bsi/|bsi|2,                  (s = α, β; i = 1,2)
For 1D:  1/D = |1/aα - 1/aβ|


l   general interfaces
        Relationship between 2 lattices:
                                        xβ = Axα
                xα , xβ : vectors in lattice α and β
                A: transformation matrix
        Misfit displacement:
                                    d = xβ - xα   =   (I - A-1)xα
        Minimum misfit achieved when d = bαL, at xO
                                    (I - A-1)xO = TxO = bαL
        xO defines an O-lattice point
                Frank-Bilby-Bollmann-Christian Equation
    For 1D: A = r =5/6, (1 - 6/5)xO = aα, D = |xO| = 5aα
        Any point x at an O-cell wall is defined by (Bollmann 1967)
        [(bL)T G T]x - (1/2)[(bL)T G bL] = 0
T   =   I - A-1
G  =    metric tensor (度标张量)
In orthogonal coordinates
 cO   =  TTbL*
cO  =   normal vector of O-cell walls
1/|cO| =    spacing of O-cell walls
bL*     =   bL/|bL|2
Dislocation structure in an interface normal to n (unit vector)
dislocation direction:    xi    = n ′ ciO  dislocation spacing：  1/?xi?
Special interfaces:
Grain boundaries (g.b.):    ciO // xiO  and  |xiO| = 1/|ciO|
When  b1L ^ b2L :       x1 //    x2O (parallelogram, 平行四边形)
When n ^ ciO:           Di = 1/|ciO|
                for 1D misfit or g.b.,  1/|ciO| = |bi|/|T|
for all above cases:        D = 1/|Dbi*|
    2. Models for other singular and vicinal interfaces
1) CSL/DSC model (for large lattice misfit)
CSL: Coincidence Site Lattice
DSCL: (Displacement) Complete Pattern Shift Lattice
l   key parameter S

l   secondary dislocations (Burgers vectors from DSCL)
2) Structure unit model (atomic calculation)

--
昔我往矣 杨柳依依 今我来思 雨雪霏霏
行道迟迟 载渴载饥 我心伤悲 莫我知哀
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]