PRECISE DETERMINATION OF THE IRRATIONAL PRE- FERRED INTERFACE ORIENTATION BY TEM

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "PRECISE DETERMINATION OF THE IRRATIONAL PRE- FERRED INTERFACE ORIENTATION BY TEM"

Ευτρόπιος Ήφαιστος Ράγκος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 46 4 Vol.46 No.4 00 È 4 Ä 4 47 µ ACTA METALLURGICA SINICA Apr. 00 pp.4 47 É Æ TEM ¹ ¼ÈÇ Ã,) Î Ï ) ) ) Ç ²¹ ²¹, ÆÝ ) Max Planck Insttute or Metals Research, Stuttgart D Ò Ç (TEM) ± ßØ¹µ Í ÓÐ ßÜ. ¼Đ ², ßÜÁ ¹µßÑ È µíè ³ß Ú, Đ ¹µ Ö (edge on) ÓÐ, Ã Í Ó Ð. ØÕ ßÜ, ßÜ ¹µ ¼ Û «Đ, Ã ²Đ Ô, ±± «µ. ³ ÓÐ, Ö, ±, ÓÐ Í» O46 A Ê 04 96(00) PRECISE DETERMINATION OF THE IRRATIONAL PRE- FERRED INTERFACE ORIENTATION BY TEM MENG Yang,), GU Ln ), ZHANG Wenzheng ) ) Laoratory o Advanced Materals, Department o Materals Scence and Engneerng, Tsnghua Unversty, Bejng ) Max Planck Insttute or Metals Research, Stuttgart D Correspondent: ZHANG Wenzheng, proessor, Tel: (00)677795, Fax: (00)67760, E-mal: zhangwz@tsnghua.edu.cn Supported y Natonal Natural Scence Foundaton o Chna (No ) and Specalzed Research Fund or the Doctoral Program o Hgher Educaton (No ) Manuscrpt receved , n revsed orm ABSTRACT Ths paper presents a method or precse determnaton o the orentaton o the rratonal preerred nterace y usng TEM. The nterace trace and the edge on orentatons are measured careully and separately to mnmze systematc error o the results. Ths method was developed accordng to the error analyss and the act that the accuracy o the measurement s hgher when the measurement s made drectly on an nterace trace than on ts project on an edge on orentaton, and when the angle etween the trace and the eam drecton along the an edge on orentaton s larger. Compared wth exstng methods, the present method has mnmzed the measurement errors and ts results show a etter convergence. KEY WORDS nterace orentaton, nterace trace, Kkuch pattern, edge on orentaton ³ºÕ Ù ¾ ÙÍÍ Ù ¹ Ù ¾ Å []. Ä ³º Û, Å Å Æ Î Û Ù. ÍĐ «Đ Ù ÀÙ Î ( Å Ð ) À Ð ÙÅ Ü³Âº ¹. ÛÎ Ð Å Ù Ü Ô, * ±Ê Ú ÕÝÁ ÐÝ ÕÝÁ Þ ± ß : , ± Æ ß : Æ ÏÒ :, Ê, 98 É, DOI: 0.74/SP.J Ù¹ÀÙ Î Ù [,]. ÛØ, Ð «Ü ¹Ü, Ü, Ð Ð. Û Î Ð, Í ¹ Ö, º ³ÍÍÃÉ É ½, ÆÏÑÖÐ Å, ÂØ ÜÖÅ Å Å Å Þ., Ùº Î Ð Ô, Ö Ù Ü ( ¹ Ù Î Ô «Đ Ù Ú ) Ù³¾. Ê ÙÐ Ô Ü³ Õ Õ Ù [ 5]. Ü³Â Ð É²Ï Ø«Î º. Ý Ê ÙÐ Ó É

2 4 Ô µ 46 ¾ ¹, Í Ý Æº Ä É ÍĐÙÙ Ð, ½ Á, º Ò Æ. È ÑÎĐ (TEM) É³º Õ À, Ü «Ð Ô [6 4]. ÝÜ³ : ½Ý [6,7]» Ý [0,] ¹ Ý [,]. ½ Ý [6 9] Ð ½ ²Ï ½, Ç Ð Æ Ò Ð É, Û¾ É¹Ð Ä Ð Ô. ½¹Ð Æ Ò º Ò Æ,» Ø Ý ½ É, Æ (±5) [6].» Ý [0,] ³ÐÐ ÃÉ Ã Å ( ) ÖÔ. Ý (trace analyss) [6,7] º, Ä Ð Ý. É ÅÐ º Õ, Ð», Í Ð³Ð ÃÉ½,» Ý. Ý [] ³Ð ²Ï Ð Ð Æ, Á Đ. Ú, Ð Æ Ò ¼. Â,» Ä Ð Æ, Á Ð Ý. Ý ÝºÐ, Í ²ÏÆ Đ. É Ý³ÐÐ Đ. Ð Ã Ù Đ, Ð Ò Ã, ÃÄËÔ Ù Ô. Zhang ¹ Purdy [] Â Å Ô Ð º ¹ Õ ¾, ÃÔ º ³ É ÞÏÅ. Qu ¹ Zhang [4]» Ý, º Ð Đ «Ü, Ô Ð Ý, Í ½ Ú., Ø Ý ³º Ð, Ý ÖÐ º, Ö ½ Ð Ò¹ ÖÔ º ½. Ð³²Ï Æ Đ, Ý ½ Æ. Í Ë Ô Đ ÃÉ Ò Ù, ³Ø«Þ Ó, Ø ½. Öº Ð Ô Ý ½ Á Ø«Ñ, ³ Öº Ý Ø, É Ã, Ò º ½ ÐÚ Æ. Â» ¹» Ýº Ð ½¾ Ð Å Æ, Ð Ý. Ì Ð Å p ¹ p, Î É θ, Ð Ý n 0 = p p () º ³ ÆÊ Ã Ò ½, Đ º ½ º Ì ÆÐ, Ì Æ Ð Ý. Ì, ÐÆ º ½ : ÌÐ p º p (δ) Ì p Ò δ, Ø½ p ½, Ð Å. º Ð Ý n = p (δ) p () Ê δ Ð Ý º n n 0 Æ. ÊÕ p, p n 0, p Î É θ É 5 90 ÞÏÅ. p (δ) Ì p,» n Ì n 0 Ò p (δ). Î p (δ) Ð Å, n «n 0, Ø Î p (δ) Ì Ð Æ ÉÒ δ max, n Ì n 0 Â, Î Ò max n 0 Éº ½. p (δ) É Î, É Æ Ê n É n 0 Ù p ÉÀ, Å» n 0 Æ Õ Ò sn max + cos ÕÓ Ó. Ó max Ù p. Ê, n ½ Õ p θ, θ ÃÉ, Ã Ù 90, n Æ Ã Õ, n n 0 Î Ì½Ã, Ö ³Ã Ù, Î θ=90, n n 0 Ì½É»Å. ØÎ θ 0, n ÞÏÑÝ É. Ë p º ½ δ Ë, ØÑ Ë Ñ.» δ, ¹ 5 Ö É ½. Î δ=5, Đ p ¹ p Î É 0, ¹µÜÖ n θ n 0 ßÐ Å Fg. The stereographc projectons o the measured nterace normal vectors n along n 0, changed wth θ ( mean the angle etween n and n 0 ) ÓÐ«È ¼ Tale Maxmum errors o the measured nterace normals (deg) θ = 5 θ = 0 θ = 5 θ = 0 θ = 45 θ = 60 θ = 75 θ = 90 δ = δ = δ =

3 4 : TEM Þ Ì Ò 4 Ð Ý º ½ É,»Ð ÆÕ¾. Æº Õ p ¹ p º ½, Æ ÉÐ, Ù Ð Ý º ³ ½.» ÝÀ» Ý ½ Æ Ê ÙÖÐ Ý Ì. ³, ½³Ú Æ ÒÙ½ É Ø«º,» ÝÕ³Ð Ú Ï [] Ñ. É» ÝÕ, Ä Ð Ð Đ «Ü. Ð³ ÖÃ Ð Ã Ô Ø«º, Å Đ Å ¼É, θ ½ É. Ë Ö Đ ËÔ Ù, º ½ É. ËÔ Đ, É ÕÍÍ Æ ÐÉ ¹, Ð 5 Ì»Ð. Ò, Î Ð Æ Ò 0.5 mm, ÁÞ Ð Đ. Đ²Ï ½ 00 nm,» Ð Î Ì ÒÉ. ; Á Â ² Æ 0.5 ½, Ö Đ» «Ü Ð º ½. Í Ð³» ¹ Æ, Ö Đ ËÔ, ½ Æ É. Ð³» Ý [4] Õ» Đ «Ü p ¹ p Ø«Ä, ½ ²¹ÊÚ, Æ ¾ Ê. É Å TEM Êß, Ð Æ «Ê (Ð ) (Ð ). É Ã ²Ï, t Ð Æ t (Ô q) Ö Æ. Ã º q (=,,, ) t,»â º» ÃÔ q, ÔÝ¾ q,»ð Ð t. ÉÄ, ³Ð, Å ßÖ.» «Ü z Ú,»,» Ö g Æ x Ú. Ð Æ t Ç «x Ú Ò α,»»ð Æ Õ t t r, Ø t É Ü (Ð cc Ü ) Õ t»â. Ø Å Ýº Õ p ¹ p «Ü ¹Ð, É 90, θ ½» Ð. Í Ý Æº Ð, Ø º Ð É p Æ. Đ «Ð, Ð Æ Ô ÆÌ Ð,» Ø Ý ½Ü³Ô Å Đ Ù. Đ Æ É ÄÄ¾ ÆÐ Ô º Ò. À + Ë½ Ð³ Đ Ù, Ð º Ò ¼Æ, ½Â Ý.» Ð Ð, Ç» Ý ½ Ð, ²» ½. Ã, Î ÉÒ» º ½ Ü Ú Æ, ÂØ ÓÐ Ô º Ö ½.»»Ù ÕÁ / Î Î Ð Ó»Ð» ÝÖÐ Ô º ¹ ½. Ð ÖÔ, Æ». Phlps CM00 TEM É 00 kv Ø«Å ¹ º, Æ» ²ÏÐ Ô Ø«.. ±Á Ä Ð t Ð ¹,» Ý [6,7] Ð Ü. Ê a ¹ Ö t Å t t Ö q ½Éº Õ Fg. An llustraton o the nterace trace t, ts projecton t and the lne q perpendcular to t (a) ol at a none zone axs, dened y Kkuch pattern () ol at a zone axs, dened y dracton pattern

$46 F~ lbbs\n9t ~x v\ n α X 5.4, Jt /6 Q * Æ hqn9 ~ t~ \ ~t. 7; () r ~t t 9, /ZYQ! FxF hj ~t Hu7\ ~q. K /lzs N9 ~j\lbbsn9\ t~ - t~ /Hu7\ q~ ~q, - \ L6/B q.$

4 46 F~ lbbs\n9t ~x v\ n α X 5.4, Jt /6 Q * Æ hqn9 ~ t~ \ ~t. 7; () r ~t t 9, /ZYQ! FxF hj ~t Hu7\ ~q. K /lzs N9 ~j\lbbsn9\ t~ - t~ /Hu7\ q~ ~q, - \ L6/B q.! K ~q ev \ ~* lbbs\ ~: p ) 44 ZY, I t~ = Cr, t~r () q, C *Æ hy cc x \~9 `. OtJ ( ~t E ~z v\~* lz ~q \. * yrh$?bs\.*k& ;. Rv\ up~- jur 0, v#q Rv _ V>lB+!CBh$?, U /Q R vg\j. *lbbs. R g + X B!F\ [0 ], [ 4 ] - [ 5] ~, lbn9-u7 p~ u\ = <4&. / + X", ~ + ~X B [0 ], /GX*Æ h \ ~z v; Q!Fu \ [, /j~ g(00) \ *X ~x v. *Æ hyxf \~9 `X r, Cr, = / / 0 / / (4) r r ~tj = ~q ~qj (5) q, (, j=,,, 6= j),, ~q l Z\ B s ~ ~t, ~t, ~t, H X [.4.7 ], [.4.8 ] - [.5.9 ]. ~t 0u, ev \ Q!5 ( 0.9. QD N9R p \N9 \ q XlBBs \ ~ ~t =[.4.8 ]. r7b *!F\ Rvp~, I4FX_ p~, }R d :. R d + N 9 ~I4F\ [, u [ ] Rv, 4G j\a dq, -!} R e - q <4& u. *J!Fq.Z\- -} D, Bs\.* n0æ, j C.t %V[ Et BA [0 ], [ 4 ], [ 5] o}, E[ HE < ;%. G E HEkA[ TEM z Fg. Dracton patterns o austente (a,, c) and errte (d), Kkuch patterns o errte (e, ) and TEM mages o austente errte nteraces (g, h, ) when austente at the zone axs o [0 ] (a, d, g), [ 4 ] (, e, h) and [ 5] (c,, )

$4\ < # : TEM zs, T<j n 45 P cc w ) gpkadr q~ [K5, Q θ u 90, 4 G lb y s \. *a u _ B δ. Tale Input and calculaton results or q~ expressed n cc k'q. * + r, v Nu \ h$?, J lattce t`` δ, / ``lbp~\.*a. ~ z ~ x α t~ q~.$

5 4\ < # : TEM zs, T<j n 45 P cc w ) gpkadr q~ [K5, Q θ u 90, 4 G lb y s \. *a u _ B δ. Tale Input and calculaton results or q~ expressed n cc k'q. * + r, v Nu \ h$?, J lattce t`` δ, / ``lbp~\.*a. ~ z ~ x α t~ q~. 5,:T L lbh$, X g +\ ~ lbm \ *, [0 ] (00) 5.4 [.09 ] [.84 ] ~ /J(G \ 4& u j. "q, Q 5 T [ 4 ] ( ) 0.4 [.9.8] [ ] \}Q -j, p lbuh$\?, QR 4a c [ 5] ( ) 7. [ ] [ ] q X Orentaton (=,, ). ;I4Fu\ <. * k 0u, 4 G QI4Fq k ( ;R e - 4& (R 4d ) j p~g\j ~ +\ xf q\i4f <4&L6lBBsQI4Fq \, h ~ p~, h'/b q. } 6, 5 T jlbh$p 'X ~t =[ ]. ~!uj 7 B.5.? *h' / Y, lbbs\.*rlb\t. &A,:=L a B 0.9, J BdB ZY\ h$ ~ \. * QI4Fx hql6lbp~. p p~ =~t, t a. 4GrlBp~.*a\ 6(;jB\X7E ~p p h$? \ p~ ~p., q \ a q : ~p XBs ~ ~t, YBlBM; p~ XlBh$?j L, p~ - ~p V \ Q K Q, r p~. *a \ 9xK X B~ +\xf ~, ax δ. 4X p~ - p~ \. q/, ~t E h$p~ p~ ev \ Q θ, C 4 g#o}ka[ TEM z,het[ ;% Fg.4 TEM mages o austente errte nteraces at varous edge on orentatons (a,, c), and the correspondng SAD Kkuch patterns o the errte n Fg.4a (d), (e) and c () kabag#o}[-),.gk5[kax} Tale The nput and calculated nterace orentatons when the nterace s edge on p ~ θ(~ p ~t ) ~ n =~ p ~t n~ =~ p t~ n~ p p ~j j =~ [.0.48 ] 58.5 (.59.0) (.47.) (.5.8) [ ] (.74.) (.46.4) ( ) [.5.65] (.90.6) ( ) (.5.94)

6 46 Ô µ 46 5 ßÜÃ ÜÐ ²È ÉÔ Đ Fg.5 Stereographc projectons o the calculated nterace normal drectons va knds o methods (a) and the enlargement () o local area n (a) showng the dstruton and the convergence o results rom derent methods Orentaton 60, Ô t 60, Æ Ä ½. () Ä Ð Ý n, ³» Õ. Ê n ³ Õ [.74.] Ð Ý º. Å Ö ÙÃ ¹, ³ Ã Õ, ¼ Ä Ý ²² Ã ; Ä ³Ã, ¼ Ä Ý ²² Ã ½, ³ Ù Ö ¹ Ò Ã. Ô Å¹,» + ÝÄ»Ë,»Æ Ó ½Ë ØÐ ÝÄ Ð Ô. Ì Ý [], Ö Ô p,»ð É Ô Æ t,»ð Ð Ý, Á n = p t (6) Í, ÎÐ Ô, p ¹ t Ê Ë º ½, Ù n ¼ ÆÃÉ + Ý É Ì½.» Å n ³., Ö Å¹ Ì ÝÐ ³ + Ý ³Ù½ É, ¼ Ô Ù Ù Đ. Í Å¹ ³ É Ì½, ¼ Ô ÆÌ Đ. :» Ý [4], ÝÄ Ð Ô» n j = p p j (k j) (7) Ø Ý ½ Á Đ Ì, ³»É Õ., n ³ Ø Ý ³ Ù, Ø n ¹ n Ì Â. Ô Ù Ù Đ, Ô Ì Đ., Ø Ý ³ Æ ÊÕ, Ã Ä Ý, ÐÊ 5a. ³É Õ É Å [00] [0] [] Õ Ò. Â ±ÐÉ Ê 5 Õ»ÛÒ, + Ë Ð + Ý Ä ³ Õ, Å¹ Ä ³ Î É É.6 ; * Ë Ì Ý Ä ³Õ Å ³ Ù, 0.4 Ì½, Ø½ ¹ Ì ¼Â, 6. Ý ¹ Ð, Ä ³ÖÙ Ô Å; Ë» Ý Ä ³, Ä ³ º Ô ¹, Ô º ½ Ü Ä ³. ³, Ó + Ý ²². ÃØ Ý, Ú Æ Ô Ð Ù³. 4 µ Ñß TEM Ùº Î Ð Ô Ý. Öº ½ Á, Ú Æ Ö ½ Ð + Ý. Ý ÖÐ ¹ Ô º,» Î ÉÉ º ½Ö ÖÐ Ô ³ Ü. Ð º ÉÊÚ, Ò Æ, Ê º ½»Ü Ó. Ý ½Ü³ Á Đ Ù,, Ú ÙÐ Đ Ð Ô º ½. ÙÖÂ ÓÕ Ý, Ð Ð Ô»º Ý ¹ Õ, ³²², Ä Õ. º [] Zhang W Z, Weatherly G C. Prog Mater Sc, 005; 50: 8 [] Howe J M. Interaces n Materals: Atomc Structure,

7 4 : TEM Þ Ì Ò 47 Thermodynamcs and Knetcs o Sold vapor, Sold lqud and Sold sold Interaces. New York: John Wley & Sons, Inc., 997: 48 [] Wayman C M, Hanaee J E, Read T A. Acta Metall, 96; 9: 9 [4] Grennger A B, Troano A R. Trans AIME. 940; 40: 07 [5] Dunne D P, Bowles J S. Acta Metall, 969; 7: 0 [6] Edngton J W. Electron Dracton n the Electron Mcroscope (Monographs n Practcal Electon Mcroscopy n Materals Scence). London: Macmllan, 975: 54 [7] Hrsh P, Howe A, Ncholson R B, Pashley D W, Whelan M J. Electron Mcroscopy o Thn Crystals. Malaar, Florda: Roert E. Kreger Pulshng Company, 977: [8] Kelly P M, Jostsons A, Blake R G, Naper J G. Phys Status Sold, 975; A: 77 [9] Zhang M X, Kelly P M, Gates J D. Mater Charact, 999; 4: [0] Lu Q. J Appl Crystallogr, 994; 7: 76 [] Young C, Steele J, Lytton J. Metall Mater Trans, 97; 4B: 08 [] Zhou D, Shlet G. Metall Mater Trans, 99; A: 59 [] Zhang W Z, Purdy G R. Acta Metall Mater, 99; 4: 54 [4] Qu D, Zhang W Z. Acta Mater, 007; 55: 6754

Σχετικά έγγραφα

! " # $ % & $ % & $ & # " ' $ ( $ ) * ) * +, -. / # $ $ ( $ " $ $ $ % $ $ ' ƒ " " ' %. " 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; ; < = : ; > : 0? @ 8? 4 A 1 4 B 3 C 8? D C B? E F 4 5 8 3 G @ H I@ A 1 4 D G 8 5 1 @ J C