第8章织构与织构定量ODF分析

织构ODF分析方法及织构精编版

通过测定材料的一个、二个或三个极图而用计算法求得，如级数展开法、矢量法、解积分方程法、最大熵法等
可以完整、清楚、准确的描述织构
优
可以利用ODF回算任意极图
点
可直接与多晶材料的物理参数相联系
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4 织构的技测术量中方心法技术创新论坛
金相蚀坑法
多用于定多晶板、带材晶面位向，形象直观，经济简便，不需要专门的设备。对操作人员要求较高，不同材料侵蚀剂不同，只能定性描述材料织构情况。检验面有位错露头的地方，在特定浸蚀条件下，优先腐蚀，产生位错蚀坑．位错蚀坑的形状将取决于它所在晶体的织构取向．通过蚀坑计数可确定表面露头位错密度的大小，而观察蚀坑的形状则可以判定蚀坑所在晶体的织构取向．腐蚀坑与位错露头之间有对应关系，但达到位错露头与蚀坑一一对应则取决于浸蚀剂成分、表面质量和实验操作等因素。
2 织构技的术种中类心技术创新论坛
铸造织构
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塑性变形织技构术中心技术创新论坛
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再结晶织构技术中心技术创新论坛
形核
晶粒长大
材料的织构问题具有普遍意义，因此一般材料不可避免地存在不同程度的织构问题！
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3 织构技的术类中型心技术创新论坛
织构的类型
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ODF project:
C:\...\ma steel dc06\7.11.19.
DS-41..f 200.x rdml
Pole figure: 200 Raw
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8嘉兴学院纺织导论第八章-非织造布的基本概念及成型原理(薛元)(参考模板)

第八章非织造材料的概念、成型方法及应用第一节非织造材料的概念及加工原理一、非织造材料的定义非织造材料也称非织造布、无纺布、不织布或非织布，属产业用纺织品新材料领域。

非织造材料是通过物理或化学的方法对高分子聚合物、纤维集合体进行固结而形成的新型柔性材料。

由于采用的原料、工艺和设备的多样性，非织造材料可以是片状、块状和网状等形态，所以这里的“布”只是表明其属于一种新型纤维制品。

非织造材料生产具有工艺流程短、产品原料来源广、成本低、产量高、产品品种多、应用范围广、技术含量高等优点，融合了纺织、造纸、塑料、化工、皮革等工业技术，充分利用了现代物理、化学等学科的有关知识和成果，是一门新型的交叉学科，也正因为上述特点，非织造布工业虽然在二十世纪的四十年代才开始商业化生产，但却以惊人的速度发展，并被喻为纺织工业中的“朝阳产业”。

二、非织造材料的加工原理非织造材料种类很多，且不同的非织造工艺技术都具有其相应的工艺原理，但从广义角度讲，非织造技术的基本原理是一致的，可用其工艺过程来描述，一般可分为四个过程：①纤维／原料的选择；②成网；③纤网加固；④后整理。

下面分步介绍。

（一）纤维／原料的选择：纤维／原料的选择基于以下几个方面：成本、可加工性和纤网的最终性能要求。

纤维是所有非织造材料的基础，大多数天然纤维和化学纤维都可用于非织造材料。

原料包括粘合剂和后整理化学助剂，粘合剂主要用于使纤网中的纤维间相互粘合以得到具有一定强度和完整结构的纤网。

但是，一些粘合剂不仅可作为粘合用，很多情况下，它们同时可以作为后整理助剂，比如用于涂层整理、层合工艺等。

（二）成网：将单根纤维形成松散的纤维网结构称为成网，此时所成的纤网强度很低，纤网中纤维可以是短纤也可以是连续长丝，主要取决于成网的工艺方法。

（三）纤网加固：纤网形成后，通过相关的工艺方法对处于松散状态的纤维网加固称为纤网加固，它赋予纤网—定的物理机械性能和外观。

（四）后整理与成形：后整理在纤网加固后进行。

织构分析

晶体学织构
极图测定
反射法
起始位置（＝ 90° ，＝0）：计数器定位在被测反射面衍射角2处，测量过程中固定不动，通过和角的转动实现反射法测量。顺时针转为从90°变小，逆时针为正。起始位置对应的极图中{HKL}极点转动角＝90°，＝90°
晶体学织构
极图测定
透射法
晶体学织构
掺杂钨丝，冷变形98.1% (a) 横截面反极图 (b) 纵剖面反极图
取向分布函数
取向有3个自由度，因此需要用3维空间表达取向分布。极图或极密度分布函数p(, )所使用的是一个二维的空间，它上
面的一个点不足以表示三维空间内的一个取向，用极图分析多晶体的织构或取向时会产生一定的局限性和困难。
吴里夫网：将经纬线网投影到与经纬线网NS轴平行的投影面上，作出的极射赤面投影网。
标准极式网和吴氏网直径为20cm，大园弧与小圆弧互相均分的角度间隔为2。
晶体投影
极式网
吴氏网
晶体投影
5、吴氏网的应用
测量两极点夹角
晶体投影
5、吴氏网的应用
测量两极点夹角
晶体投影
5、吴氏网的应用
晶带和晶带轴的位置关系
4、极图的测定及分析
极图最早是利用单色x-射线衍射照片确定的，有织构的材料的衍射环强度分布不均匀，局部出现最大值。欲将衍射照片转换成极图需要丝或板相对入射线方位不同的一系列衍射照片。现在，这种技术已经完全被配有计数器的衍射仪所代替，并由 Schulz最早发明。如图所示的装置为织构测角仪，能使试样在几个方向转动，以便使每个晶粒都有机会处于衍射位置。一般说来，与该种方法对应的极图上点的轨迹是螺旋状的，通过计算机程序，计数器的计数直接转换成极图上极点强度计数，并自动插入等强度值，所需的各种修正均自动完成。这种装置不仅可以以反射方式工作，也可以透射方式工作。每种方式只能给出极图的一部分，反射法给出极图的中心部分，透射法给出极图的边缘部分，将两种方法相互补充就可以得到一张完整极图。

X光衍射技术基础--织构的测定

对透射法数据进行吸收校正
➢ 即把所有的I数据都换算到=0时的试样吸收状态所对应的强度值。
➢ 一般工具书都给出了I/I=0为纵坐标，t为横坐标的吸收校正曲线
➢ 这种曲线也可以自己做 1.0
I/I =0
根据曲线，可以查到I/I=0 e.g. 0.1mm厚铝板t=1.3
=-30o时I/I=0=0.73
正极图
研究某试样的织构状态可以以试样外形（如轧面、轧向、横向等）为坐标，考察试样中任一特定的晶体学面族法线在该坐标中的分布。如果以极射投影的方式描述上述分布，就构成了正极图。
正极图中投影面一般由外形坐标构成，也就是说，正极图是试样中某特定晶体学面族法线在试样外形坐标中分布的极射投影图。－－正极图是晶粒晶体学面在外形坐标上的投影
织构的定义
一般认为多晶材料中，晶粒的晶体学取向会出现某些规律性； ➢ 或者某些晶体学方向往材料外形的某些特定方向集中； ➢ 或者某些晶体学面往材料外形的某些特定面集中； ➢ 或者晶体学方向和晶体学面都有某种程度的集中，
则称该多晶材料中存在择优取向或织构
织构的存在－－有利有弊
优点：某些材料如硅钢片达到立方织构状态（又称高斯织构(100)<001>），可以提高导磁率，减小变压器磁损失。
=0 =0
=-90o
背射
将每一处的衍射强度标于左图即得一初步得极图
横向
=180o
=90o
衍射仪法测定正极图
利用透射法和反射法可以测定试样的极图的数据I。但不能直接将此数据标到极网上构成最终极图，原因在于透射法中随角的变化，试样对X光入射线和衍射线的吸收在变化（X光走过的距离增加）。
因此要获得真正极图还有两件事要做 ➢ 对透射法数据进行吸收校正(背射无需校正） ➢ 测量无织构时=0，=0时{hkl}的衍射线强度 Io，对强度归一化处理。

向凝固织构的研究及其机理的探讨

摘要织构在传统的基础上，经过多年的发展已成为一门新兴发展的科学而受到了人们广泛的关注。

广义的说，某种具有择优取向的结构称为织构。

其特点之一是晶粒的微观取向可以在宏观某方向上得到表现，故显示了微观取向和宏观某方向的统一，可以体现出各种宏观性能的各向异性。

大多数的金属材料都存在这种现象，这就使得织构的研究加倍重要。

大量的实验和理论的创新丰富了这门科学的内容，并进一步推动了与之相关联的其他学科的发展，从而使这门学科所涵盖的知识面更加广博，因此随着织构这一科学的不断完善发展，也就出现了不同的分支。

定向凝固织构就是其中的一种很具代表意义的分支。

它主要是通过定向凝固的手段，使金属或合金生长出某一特定织构，从而满足性能在某个方向的择优的要求。

国内外许多研究人员已经做了许多相关实验，通过改变实验条件而改变织构的方向，并且发现了不同结构的金属或合金能产生的不同织构。

但是，到底是什么因素影响织构的生长呢？织构生长的机理是什么呢？在这方面至今还没什么进展，因而机理的提出对于定向凝固织构方面的工作就显得尤为重要。

本人在硕士阶段通过对面心立方，体心立方，密排六方和菱方结构四种具有不同结构和对称性的织构的研究，并做出了面心立方，密排六方和菱方结构的金属或合金的定向凝固样品，对他们进行了极图，反极图和ODF 定量分析，得出了它们的织构，然后从结晶学的角度考虑晶体生长习性，提出了不同晶体结构的定向凝固织构的生长机理。

这一机理可以很好解释并预测单一温度场条件下的各种结构的定向凝固织构。

虽然这一机理还不够完善，但是，相信在以后的研究中，如果考虑到更多的影响因素，有更多的不同条件下的实验数据的支持，一定可以提出更加完善的机理。

关键词：定向凝固织构极图反极图ODF提要第一节织构的发展背景自从1937年戈斯发现硅钢片中导磁性能的各向异性以来，织构就被作为一门学科被广大科研工作者进行研究。

大量的研究情况表明织构在金属材料与合金中的存在具有普遍性。

织构ODF分析方法及织构

2The ta:
99.7500
Inte ns itie s :
Psi Phi Intensity
Min 70.0 352.5 1624.000
Max 10.0 257.5 25426.000
Dim ension: 2.5D
Scale :
Linear
Grid settings:
Psi Phi
First 0 0
X射线衍射仪
反射法透射法
测定
数学方法
极图
ODF
X 射线衍射仪测定ODF流程
定量性能估算
电子背散射衍射（EBSD)法
用于微观组织表征和及微区晶体取向的测定，是近十年来材料微观分析最重要的进展。
可以对材料单个晶体进行织构分析
优
同时展现晶体材料微观形貌、结构与取向。如与EDS集成可展现微区成分
点
与TEM相比，样品制备简单
第三部分板材织构与深冲性能的相互关系
织构直接影响材料的物理和力学性能。材料中存在织构是有利还是有害﹐视对材料的性能要求而定。例汽车外壳的深冲薄钢板﹐存在一般织构将使其变形不均匀，产生皱纹或发生破裂；但具有（111）型板织构的板材，其深冲性能良好。制造变压器的硅钢片则希望使易磁化的〈 100 〉方向平行于轧向，立方织构的硅钢片，具有很低的铁损。
if钢odf恒截面图技术中心技术创新论坛技术中心技术创新论坛if钢odf恒45截面图在空间取向分布45截面图上的理想取向roe越强越好技术中心技术创新论坛技术中心技术创新论坛织构的odf表示法是表示织构的很好方法但目前尚不能直接用衍射方法测得而是通过测定材料的一个二个或三个极图而用计算法求得如级数展开法矢量法解积分方程法最大熵法等可以完整清楚准确的描述织构可直接与多晶材料的物理参数相联系可以利用odf回算任意极图技术中心技术创新论坛技术中心技术创新论坛织构的测量方法金相蚀坑法多用于定多晶板带材晶面位向形象直观经济简便不需要专门的设备

织构的测定方法

织构的测定方法1 织构定义单晶体在不同的晶体学方向上，其力学、电磁、光学、耐腐蚀、磁学甚至核物理等方面的性能会表现出显著差异，这种现象称为各向异性。

多晶体是许多单晶体的集合，如果晶粒数目大且各晶粒的排列是完全无规则的统计均匀分布，即在不同方向上取向几率相同，则这多晶集合体在不同方向上就会宏观地表现出各种性能相同的现象，这叫各向同性。

然而多晶体在其形成过程中，由于受到外界的力、热、电、磁等各种不同条件的影响，或在形成后受到不同的加工工艺的影响，多晶集合体中的各晶粒就会沿着某些方向排列，呈现出或多或少的统计不均匀分布，即出现在某些方向上聚集排列，因而在这些方向上取向几率增大的现象，这种现象叫做择优取向。

这种组织结构及规则聚集排列状态类似于天然纤维或织物的结构和纹理，故称之为织构。

织构测定在材料研究中有重要作用。

2 织构类型为了具体描述织构 (即多晶体的取向分布规律)，常把择优取向的晶体学方向 (晶向) 和晶体学平面 (晶面) 跟多晶体宏观参考系相关连起来。

这种宏观参考系一般与多晶体外观相关连，譬如丝状材料一般采用轴向；板状材料多采用轧面及轧向。

多晶体在不同受力情况下，会出现不同类型的织构。

轴向拉拔或压缩的金属或多晶体中，往往以一个或几个结晶学方向平行或近似平行于轴向，这种织构称为丝织构或纤维织构。

理想的丝织构往往沿材料流变方向对称排列。

其织构常用与其平行的晶向指数<UVW>表示。

某些锻压、压缩多晶材料中，晶体往往以某一晶面法线平行于压缩力轴向，此类择优取向称为面织构，常以{HKL}表示。

轧制板材的晶体，既受拉力又受压力，因此除以某些晶体学方向平行轧向外，还以某些晶面平行于轧面，此类织构称为板织构，常以{HKL}<UVW>表示。

3 织构的表示方法择优取向是多晶体在空间中集聚的现象，肉眼难于准确判定其取向，为了直观地表示，必须把这种微观的空间集聚取向的位置、角度、密度分布与材料的宏观外观坐标系 (拉丝及纤维的轴向，轧板的轧向、横向、板面法向) 联系起来。

什么叫织构.

什么叫织构织构的测定摘自：《X射线衍射技术及设备》（鞍钢钢铁研究所，丘利、胡玉和编著，冶金工业出版社1999年出版）1 织构定义单晶体在不同的晶体学方向上，其力学、电磁、光学、耐腐蚀、磁学甚至核物理等方面的性能会表现出显著差异，这种现象称为各向异性。