6.3 界面結構(4)
6.3.5 晶界結構模型
(1)重合位置點陣(CSL)模型
重位點陣又稱相符點陣,如圖6-35所示。圖中假定在面心立方晶體中兩相鄰的平行晶面繞[111]軸相對旋轉21.8°,網A和網B在(111)面上的原子排列分別以小空心圓和小實心圓表示,相對旋轉后位于兩個網上的重合位以大空心圓表示,可以看到,這些重合位也構成了一個相似于網A或網B的六角形網,但原子間距變大。通過直接查數已確定出重合位的數量是網A或網B的1/7,該值稱為重合位密度,其倒數稱為倒易密度,用希臘字母Σ表示。
重位點陣可以用4個基本參數來描述,即旋轉軸[hkl];繞軸的旋轉角θ;重位網上的一個重合點在(hkl)面上的坐標(x,y);倒易密度Σ(最小奇數)。這4個參數并不是完全獨立的,存在下列的關系:
(6-54)
(6-55)
(6-56)
現舉例說明上述關系式的應用?紤]一個簡單立方點陣繞[100] 軸旋轉的情況,如圖6-36所示。圖中為(100)平面,x和y軸分別為[010]和[001],軸單位是簡單立方晶胞的邊長。點陣繞[100]旋轉一角度 后,x、y軸分別占據x′、y′軸位置。因為旋轉軸是[100],得N =1。若取x = 2,y = l就可以得到 = 2arctan(1/2) = 53.1°, =22+12(1) = 5的一個重位點陣。在圖6-36中,x、y坐標下的原子是實心圓,x′、y′坐標對應的原子是空心圓,重位是大空心圓。由此看出重位點陣的晶胞在(100)面上的邊長為 ,a是原點陣的點陣常數。
如果取x=3,y=1,旋轉軸仍是[100],就會得到另一個重位點陣,如圖6-37所示。此時 = 2arctan(1/3) = 36.9°,Σ=32+12(1)=10,在立方點陣中Σ只能取奇數,因此Σ的正確值是10÷2 = 5。這一點陣與x = 2,y = 1的重位點陣是相同的。由此可看出,同一點陣可以通過旋轉53.1°或36.9°得到,二角之和為90°。這一結果與立方晶系[100]軸的四次對稱有關。
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