Cu-Al-Ni形状记忆合金马氏体变体孪晶关系

论文摘要

以原子含量为Cu-25.46%Al-3.41%Ni的合金为研究对象,通过X射线衍射分析、透射电子显微镜对该合金中的18R热弹性马氏体变体A:C、A:B、A:D孪晶进行了研究,给出了标定孪晶电子衍射谱以及确定孪生要素的一般步骤。由于18R热弹性马氏体的c轴相对于a轴和b轴较长,且β角接近于90°,这使得单从电子衍射角度很难对孪晶电子衍射谱进行正确的标定,本文通过经典孪晶理论的孪生判据指导孪晶电子衍射花样的标定,并确定孪生四要素及孪晶对称操作。论文分别对A:C、A:B、A:D孪晶电子衍射花样进行了标定,并最终确定A:C变体孪晶为Ⅰ型孪晶,其孪生四要素分别为,K1=（129）,K2=（8.1295 11.1280 26.9865）,η1=[33.4499 25.3311 1.9125],η2=[991],对称操作为绕K1面的法线旋转180°,A:C变体孪晶的界面平直,与K1面一致；A:B变体孪晶为Ⅱ型孪晶,其孪生四要素分别为,K1=（8.1295 11.1280 26.9865）, K2=（129）,η1=[991],η2=[33.4499 25.3311 1.9125],对称操作为绕η1旋转180°,A:B变体孪晶界面主要特征也为平直,在微观上表现为（129）A和（109）A以及（129）B和（109）B按特定高度比例交替组成的台阶；A:D变体孪晶为复合型孪晶,其孪生四要素分别为K1=（109）, K2=（109）,η1=[901],η2=[901],对称操作为绕K1面的法线旋转180。,平直的A：D孪晶界面与其K1面一致,可以任意弯曲的A:D孪晶界面在微观上表现为（100）A和（001）A以及（001）D和（100）D交替组成的台阶。根据A:C、A:B、A:D孪晶的界面特征、孪生要素以及对称操作,分别构建了孪晶界面结构模型,界面结构模型的原子排列很好地继承了母相中原子的分布规律,界面两侧变体不仅阵点满足对称操作,而且两侧的原子严格符合孪晶的对称操作,界面模型也可以完美地解释为什么该孪晶界面在晶体学上很容易而且可逆移动。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 形状记忆合金的发展
• 1.2 Cu-Al-Ni形状记忆合金
• 1.2.1 马氏体相变晶体学
• 1.2.2 马氏体晶体结构
• 1.2.3 Cu-Al-Ni合金中的孪晶
• 1.3 相变调制结构马氏体
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 Cu-Al-Ni合金的熔炼与热处理
• 2.2 微观结构表征
• 第三章 18R马氏体变体间孪晶的孪生要素
• 3.1 合金的选择与XRD分析
• 3.2 由电子衍射信息确定孪生要素的基本步骤
• 3.2.1 孪晶固有晶体学关系
• 3.2.2 孪生四要素的确定
• 3.3 A:C孪晶
• 3.4 A:B孪晶
• 3.5 A:D孪晶
• 3.6 本章小结
• 第四章 18R马氏体变体间孪晶的界面结构及其迁移模型
• 4.1 孪晶界面结构
• 4.1.1 孪晶界面结构的表征
• 4.1.2 构建孪晶界面结构模型的条件
• 4.2 A:C变体孪晶界面
• 4.2.1 A:C变体孪晶界面结构
• 4.2.2 A:C变体孪晶界面结构的逐层迁移模型
• 4.3 A:B变体孪晶界面
• 4.3.1 A:B变体孪晶界面结构
• 4.3.2 A:B变体孪晶界面结构的逐层迁移模型
• 4.4 A:D变体孪晶界面
• 4.4.1 A:D变体孪晶界面结构
• 4.4.2 A:D变体孪晶界面结构的迁移模型
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 在学期间公开发表的论文情况
• 致谢