文档介绍：大连理工大学
博士学位论文
Al-Cr-(Si)合金系中准晶及其近似晶体相的结构研究
姓名:何战兵
申请学位级别:博士
专业:材料学
指导教师:郭可信
20041201
摘要这里//;平鸱指钍7⑾终庑┝较嗟腜层块中二十面体相互穿插,究。用电子探针、⒌ゾ射线衍射和嘟岷系陌旆ㄈ啡狭薃狢:辖正交相,辔A较唷M倍訟猚:。用选区电子衍射和高分辨像等手段,确定了一辖鹣抵械鲎季Ы葡啵其中的鲎季Ы葡辔P孪啵鞘牵毫絫相,六方∥相和正交￡”相,以及周期为恼,,,篘十边形原子团簇。这种原子团簇之间的连接只有五种连接形式,它们可以归为两大类,这两大类五种连接的各种组合就可以形成准晶和各种类型的近似相。同时,这些同心十边形原子团簇之间可以重叠,是对岢龅母哺悄P驮谑笛樯系挠忠挥辛χぞ荨用电子晶体学的方法提出了六方肛’相的结构模型,用獾ゾа苌涞姆椒ǖ玫搅肆方山相的结构模型。分析了晶格常量蔜倍关系的、“啊、和“较嗟慕峁梗有序变体。分析了正交￡’相与六方肛相之间的结构关系,指出正交￡’相中二十面体链互成。角是它们表现出伪六方特性的原因。分析了成分接近琒奈甯鲎季Ы葡嘀涞墓叵担核堑某煞窒嘟关键词:准晶,准晶近似相,稢合金,二嫣澹褰峁梗干涞缱酉晕⒀本文对富且≤.%。确认一辔合理的单胞结构:口.,.。。新的单斜单胞有更短的透〉膒角,接近的怯憧橹蠧二十面体的五边形内角能更好的对应上。首次在.:辖鹣抵蟹⑾。高分辨像表明,十次准晶近似相的基本结构单元是由两圈各十个亮像点组成的同心从高分辨像出发,分别用十边形,五角形以及扁六边形和船形构筑了五种十次准晶近似相的各三种平面结构模型。分别有、,和,这几种组合,形成长度呈杜蛘偷亩体链,这些二十面体链沿较蜓由烨业グ诘某ざ缺扔胝饧父隽较嗟牡阏蟪J纫恢拢猼。总结了六方准晶近似相的一般规律:六方准晶近似相可以根据其嵘锨垦苌涞愕奈恢梅治类型,并指出嵘锨垦苌涞懔兴诘奈恢是由憧橹卸嫣辶吹姆较蚓龆ǖ摹用獾ゾа苌涞姆椒ǔ晒馕隽思虻フ’一琒嗟慕峁埂<虻フ弧辍,相的结构与底心正交￡一嗟慕峁购芟嗨疲梢钥闯墒钦弧暌籄相的一个晶格常量相关,空间群有母子群关系,嵘锨垦苌涞阌谐柿味猿频南嗨品植迹结构上也相互关联,可以把它们归为琒。家族。.。,
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第一章前言准晶的发现引言二十世纪八十年代凝聚态物理的重大发现之一,由于其独特的结构和性能,它受到了材料、物理、化学、数学等领域科学家的广泛关注。至今,准晶研究仍就一直是准晶研究的热点。但由于准晶的准周期性平移序和非晶体学旋转对称研究工作最为系统。中国科学院物理研究所李方华院士领导的研究组、武汉大经典晶体学理论认为,晶体是原子、离子或分子的三维周期排列,即具有准晶是同时具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称的固态有序相。准周期性平移序和非晶体学旋转对称性是准晶的晶体学特征。准晶的原予分布虽然没有周期性却有严格的位置序,因此能给出明锐的衍射斑点。准晶是然是固体物理及材料学领域的科学前沿。准晶的发现扩大了晶体的范畴:现在即包括有周期位置序的传统晶体也包括有准周期位置序的准晶体。⋯被首次报道以来,准晶研究主要集中在以下三个方面:⒍宰季Ы峁沟娜鲜叮、准晶制备:⒆季阅芗坝τ醚芯俊W季的制备工艺已有比较大的发展。无论是八十年代采用的激冷法,九十年代初已经用的提拉法,还是近来董闯等人新发展的吸铸法【等,都能得到大块准晶单晶。准晶的一些独特性能】,如高硬度、高耐磨性、高热障、低摩擦系数、低表面能和储氢特性等,使得准晶在不粘锅剃刀以及隔热、储氢和太阳能吸收材料和金属基复合材料等方面有一些应用6季У慕峁棺宰季Х⑾忠岳性,使得准晶的结构研究变得很复杂。好在准晶与其晶体近似相胱季в欣似化学配比和相关结构的晶体相邢嗨频慕峁沟ピ!H纾喝嫣遄季的结构特征是二十面体对称,因此它的晶体近似相中都有二十面体对称同心壳层结构。二维十重对称准晶的结构特征是五重或十重对称准周期层在十重轴方向的周期堆垛,因此它的晶体近似相的晶体结构中一则应有五角面或十角面层,二则它在这些层的法线方向的晶胞常数应与十重轴方向的周期相同或者有整数倍的关系。我们可以通过准晶近似相的结构来理解准晶的结构并预测准晶的性能。所以我国的准晶研究工作者投入了相当多的精力来研究准晶及准晶近似相的结构。特别是郭可信院士和他的学生在基合金的晶体近似相方面的学王仁卉教授研究组、大连理工大学董闯教授研究组也对准