TEM中判断位错类型的三个问题
1.TEM判定位错类型原理是什么？
2.如何选择合适的g矢量？
3.怎么结合TEM数据来判断？
问题一：TEM判定位错类型原理是什么？ 众所周知，由于不完整性晶体的存在，会使得晶体某一区域的原子偏离原来正常位置而产生晶格畸变。 晶格畸变使缺陷处晶面与电子束相对方向发生了变化，于是有缺陷区域和无缺陷区域满足布拉格条件的程度不一样，就会造成衍射强度有所差异，从而产生衬度。根据这种衬度效应，可以判断晶体内存在什么缺陷。 图1 缺陷附近晶体柱的畸变 R是晶格位移（畸变）矢量，一般R是位置的函数，即位错附近不同位置对完整晶体点阵的影响不同。 据电子衍射运动学理论， 其中，完整晶体对衬度的贡献为： 缺陷对衬度的贡献为： 又有R与任意位错b的关系为： be—b的刃型分量 u—位错在晶体的位向 ro—为位错核心附近严重畸变区的半径，约为0.1nm β—晶体中畸变区内某点的极坐标角度 v—材料的泊松比 g—透射电镜下可操作矢量 刃位错：b⊥u 螺位错：b∥u 由此可知，当g·b=0或g·R=0时位错不可见，进而g·b=0可作为位错像衬度消失的判定依据。 那么就可以先通过g矢量下的消光规律来确定b，然后进一步确定位错类型。
问题二：如何选择合适的g矢量？ 图2 典型晶体结构中单位位错的伯氏矢量 由图2可知，面心立方单位位错的伯氏矢量为a/2，共有12个伯氏矢量。 上面有说到，可根据g矢量下的消光规律来确定b，首先我们需要制作一个消光表。 表1 面心立方g·b消光表 下面是面心立方[001]的标准电子衍射花样： 图3 FCC[001]标准电子衍射花样 如果您的材料是面心立方，那么就可以根据我上面制作的消光表在[001]带轴下拍摄四个g矢量，如图3红色箭头所示，这样就可以确定位错类型。
问题三：怎么结合TEM数据来判断？ 下面我举一个具体例子。 图4 铝合金[001]带轴下的不同g矢量明场像 分析过程 01 选择目标位错 选择几根“直线型”位错： 如图中位错-1、位错-2、位错-3 02 确定伯氏矢量 根据消光表来确定每根位错的伯氏矢量： 如图4 位错-1在g=220下不可见，但在其他三个矢量下是可见的， 查表可知，位错-1的伯氏矢量为±1/2[-110] 同样的方法，我们可以接着确定位错-2、位错-3的伯氏矢量，那么它们的伯氏矢量是多少呢？请在下方选择您的答案~ 问 位错-2、位错-3的伯氏矢量为 ±1/2 ( ) A.[110]、[101] C.[011]、[101] B.[110]、[110] D.[011]、[-101] 答案 点击下方空白处获得答案 03 判断位错类型 正如原理中所说的那样： 刃位错：b⊥u 螺位错：b∥u 在第二步我们已经确认好了每根位错的伯氏矢量，现在只需要知道u就可以判断出位错类型。 那么u是如何确定的呢？ 由上图可知，位错-1的位错线是平行于SAED中-220方向，而位错-1的伯氏矢量又是±1/2[-110]，g / /u ，所以位错-1是螺位错。 同样的方法，我们可以确定位错-2、位错-3的类型，那么你的答案是下面哪个呢？ 问 位错-2、位错-3的位错类型为 ( ) A.螺位错、刃位错 B.刃位错、螺位错 C.螺位错，混合位错 D.混合位错、混合位错 答案 点击下方空白处获得答案
本文源自微信公众号：中材新材料研究院
原文标题：《必备知识||如何通过透射电镜确定位错类型？》
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/_xZvrSdpFBKaeH9giOwBSg
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