全新台式D6 PHASER应用报告系列（六）— 织构分析- X射线衍射XRD

织构简介

一般的多晶材料表现出各向同性，这是因为在多晶体中各晶粒无规取向。如果因为某些原因使得每个晶粒的取向趋于一致，我们称之为择优取向或者织构。出现织构以后，材料将表现出不同程度的各向异性。在多数情况下，我们不希望有织构。但一些织构结构可以提高材料的力学和电学性质，因此样品正确的取向或织构至关重要。

大多数金属样品在加工过程中由于加工技术而表现出一定程度的织构结构。比如电镀层在形成时，织构往往与电流传导方向相关。金属经锻造、轧制、挤压、拉拔等加工时，由于加工应力的作用将形成形变织构，而具有形变织构的金属经退火后又会出现退火织构。
测试案例

由于X射线衍射对材料的原子结构很敏感，因此可以用来测量材料的取向度或织构结构。为了测量织构，需要一种系统能够在入射角和衍射角相等的“布拉格"条件下倾斜样品。此外，还必须将样品旋转，并建立强度与旋转角度phi的函数。这可以通过D6 PHASER衍射仪中的通用样品台（universal stage）和 phi旋转模块来实现。样品可以安装在51mm的标准样品槽内，或者安装在标准的金相抛光槽内，进而装载到通用样品台上，如图1所示。在本应用报告中，我们介绍了使用D6 PHASER衍射仪对铝块的织构测试结果。

▲图1. 通用样品台和 phi旋转模块

在测试软件的WIZARD选项中设计测量方案。使用图形用户界面，对铝的三个晶面（400）、（331）和（420）采用同倾法进行了一连串的phi扫描。三张极图的结果在大约30分钟后收集到。
织构分析

然后，将测量数据导入 DIFFRAC.TEXTURE织构分析软件，将phi扫描转换为极图。该分析过程通过使用大量原始数据自动、快速地进行。同倾法的吸收相关的校正软件自动计算。使用包含所测材料的数据库对极图进行自动索引。使用成分法（component method）完成了极图的拟合。在这种情况下，具有单斜加工对称性的简单椭圆成分被探测出。图2显示了重新计算的极图结果。通过分析3个极图并使用晶体对称性，外面区域被重新计算后模拟填充。

▲图2. 铝样品的（400）、（311）和（420）测试极图和计算极图

在图3中显示了 轧向RD、横向TD和法向 ND三个方向的重新计算的反极图结果。在轧制RD方向上观察到强烈的[111]织构，在法向上观察到[101]至[112]织构，在横向上观察到[111]到[101]织构。

▲图3. 铝样品的反极图

为了更多地了解，取向分布函数（ODF）也被计算出，如图4所示。

▲图4. 铝样品的取向分布函数（ODF）

-转载于《布鲁克X射线部门》公众号