过共晶铝硅合金中铝硅共晶相取向关系

２００９年第１期曾斌，刘奇元：过共晶铝硅合金中铝硅共晶相取向关系

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共晶硅。因此当我们需要确定两相的取向关系时，还需要得到硅相的衍射斑点，于是将电子束移至单一共晶硅时，共晶硅的所有斑点都显示出来了。即图

（ａ）两相区选区衍射（＾１）ｌｂ，图１ｂ中共晶硅与图１ａ中共晶硅的衍射斑点相同。利用这两副衍射斑点图，我们可以得到共晶铝硅相的取向关系。

（ｂ）单—硅相选区衍射

２．１标定图１ａ中共晶铝的衍射斑点图

对照面心立方特征平行四边形表：

（１）在基体衍射斑点叠

１３１５１６１］㈣晶带轴ＲＩ毪２，爪／Ｒ１：＝１．．０。００，，ＲＩ玛３／能Ｒ２：－－１．．。０２０：

Ｒ１＝２０．５３；Ｒ２＝２０．７７；Ｒ３＝２０．８２

、～．。。９●………．…

…。。’．二～……。ｉ．

１毪瓜ｌ：１名１０：Ｒ３瓜１二１．０１４

’因为衍射斑点６次对称，所以排除［３５６］晶带轴

（ａ）标定前（＾１）田２共昌铝选区衍射

（２）验证标定的指数

Ｌ＝８００ｍｍ，加速电压Ｕ＝１００ｋＶ，查表得到波长＝０．０３７埃

①当晶带轴取［１１１］时，代入Ｌｋ＝Ｒｄ代入得到ｄ＝１．４４１Ａ

查表ａ－－ｄ×２．８２８

ａ＝４．０７７Ａ

②当晶带轴取［３５６Ｊ时，代入Ｌ入＝Ｒｄ代入得到ｄ＝ｄ＝１．４４１Ａ

查表ｆｌ＝ｄ×４．３５９

ａ＝６．２８１Ａ

Ａｌ的晶体点阵常数４．０４９６／ｋ可以排除Ｃ３５６］晶带轴

斑点晶带轴指数为［１１１］，斑点指数分别为Ｒ１（２０２），Ｒ２（０２２）

（ｂ）标定后（＾１）

２．２标定图ｌｂ中共晶硅的衍射斑点图

（１）在基体衍射斑点中，

Ｒ１＝９．４５，Ｒ２＝９．５３，Ｒ３＝１０．８

Ｉ毪瓜１＝１．００８，Ｒ３／Ｒ１＝１．１４３，

［０１１］晶带轴Ｒ２／Ｒ１＝１．０００。Ｒ３／Ｒ２＝１．１５５所以Ｒ１（１１１）Ｉ毪（１１１）（２）验证标定的指数

Ｌ＝８００ｍｍ，加速电压Ｕ＝１００ｋＶ，查表得到波长＝０．０３７埃

Ｌｋ＝Ｒｄ代人得到ｄ＝３．１３２Ａ查表ａ／１．７３２＝ｄａ＝５．４２５Ａ

Ｓｉ的晶体点阵常数５．４２８Ａ

·５２·轻金属２００９年第１期可以证实此斑点就是硅晶体得衍射斑点

（曲标定前（Ｓｉ）

囝３共昌硅选区衍射

（３）根据不同的孪晶面（ＩＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ｉｉｉ）、

（１１１）求出与基体晶带轴［ｕ－ｗ］方向平行的李晶晶

带轴［ｕｔ、ｒｔｗｔ］

计算结果如下

（１１１）（１１１）（１１１）（１１１）

（４１１］（４１１］［０１１］［０１１］

因为孪晶的晶带轴与基体的晶带轴属于同一晶

带轴，可以排除（４１１］［４１１］

因此可以确定孪晶的晶带轴指数为［０１１］

（４）利用重合斑点确定孪晶面指数。

当取（１１１）为重合的孪晶斑点，满足ｈｐ＋ｋｑ＋Ｉｒ

＝３ｎ。可以确定（１１１）为孪晶面。

当取（１１１）为重合的孪晶斑点，满足ｈｐ＋ｋｑ＋Ｉｒ

＝３ｎ，可以确定（１１１）为孪晶面。

（５）标定重合斑点的孪晶指数。

重合斑点的指数（１１１），由ｈｐ＋ｋｑ＋ｈ－＝３ｎ，求

得ｎ＝一１。代入公式

［兰习＝２ｎ＋［；］＋［三｝］求得［薹］＝［王１］，

即为孪晶斑点指数

（６）标定其它衍射斑点的指数。

因为孪晶晶带轴为［０１１］，根据晶带定律，ｈｕ＋

ｋｖ＋１ｗ＝０，因为（１００）不存在，所以取（２００）属于

［０１１）］晶带。代入公式ｈｐ＋ｋｑ＋ｌｒ＝常数＝３ｎ±１

可以求出ｎ＝１

代人公式『ｋｔ］＝［２圣三ｋｈ］一号『ｐｑｋｉｔ１Ｌｒ］

代人公式Ｉｆ＝ｌ２ｎｑ—Ｉ＿詈Ｊ

ｊＬ２盯一ＪＪ

求得陆阼吾Ｆ２１（ｂ）标定后（Ｓｉ）

所以孪晶斑点指数分别为（１１１）和（２００）

在标定完共晶硅和共晶铝的衍射斑点图后，可以确定共晶硅与共晶铝的取向关系过程如下：

①标定出两套衍射斑点指数后，确定出共晶硅晶带轴指数为［１１１］，共晶铝的晶带轴指数为［０１１］。这也是两倒易面的法线，因而也就是两相晶向的取向关系；②找出互相平行的两相倒易矢量Ｒ１和ｌ毪，从图１ａ中可以看到，（２２０）Ａｌ与（１１１）ｓｉ平行

⑨确定两相的取向关系为

（２２０）ＡＩ／／（１１１）ｓ［１１１］＾ｌ／／［０１１］Ｓｉ。

３结论

本文在研究过共晶铝硅合金变质机理的过程中，得出以下结论：

（１）过共晶铝硅合金中铝硅共晶相也具有与亚共晶铝硅合金中铝硅共晶相相同的晶体取向关系，即（２２０）Ａｌ／／（１１１）＆［１１１］ＡＩ／／（０１１］ｓｉ；

（２）对于亚共晶的铝硅共晶相的取向关系，文献都没有给出详细的确定过程。而仅仅给出了取向关系的结果。本文详细的给出了过共晶铝硅共晶相取向关系的确定过程，这个过程实际上是与亚共晶铝硅合金共晶相的取向关系的确定是相同的。

参考文献：

（１］张蓉，黄太文，刘林．过共晶Ａ１一Ｓｉ合金熔体中初晶硅生长特性［Ｊ］．中国有色金属学摄，２００４，１４（２）：２６２—２６６。

［２】郭守信，叶恒强．吴玉琨．电子衍射图在晶体学中的应用ＣＭ］．北京：科学出版社，１９８３．

（３］黄孝瑛．透射电子显徽学［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社。

１９８７．

（４）刘文西．材瓣结构电子显豢分析［Ｍ】．天津：天津大学出版社．１９８８．

（责任缡辑范鸿雁）