TEM(透射电子显微镜)分析 如何分析层压故障(SF)。

小夏 科学 更新 2024-01-31

在实际晶体结构中,当紧密堆积表面的正常堆积顺序被破坏或错位时,就会发生堆积故障,称为堆积故障。

堆叠层压故障(SF)是影响晶体材料力学性能的缺陷,常见于层压故障能量(SFE)较低的材料中。

在晶体生长过程中形成;

它是由于塑性变形过程中部分位错的活动而形成的;

它是由一个总位错分解成两个Shawkle不完全位错而形成的,分解距离与层断层的能量有关。

FCC密排曲面堆叠顺序:

abcabcabcabc···

当堆叠顺序发生错误时,形成层有故障。

FCC晶体中的层压故障有两种类型:

01 固有层压故障(提取型层流故障)。

它相当于在正常堆叠序列中提取一个b层原子。

02 外在层压故障(插入层压故障)。

它相当于在正常堆叠序列中插入一个 B 层原子。

因此,我们有时会在透射电镜下观察到同一区域的层压断层和孪晶。

提示:上述两种层压断层导致表面对应的倒数点沿<111>方向伸长成倒数棒,其衍射效果为拉长衍射条纹。

叠层断层孪生堆叠序贯原子模拟.

层压双堆叠顺序

结合以上,我们可以看到:

在催化裂化合金中,原始堆叠顺序为:

cabcabcab...

塑性变形时,引发不完全位错滑移,原子移动距离小于1个原子距离,引入本征层压断层(ISF),堆叠顺序为cabcacabca。

在此基础上,滑移继续引入外源层合断层(ESF),堆叠顺序为cabcacbcab。

不完全位错继续在第三原子平面中滑动,这将导致双胞胎的形成。

层压断层的对比是由电子束通过层流断层区域时电子波的相位变化引起的。

当层压面相对于试样表面倾斜时,电子束穿过层压面,使振幅随相位周期性变化,其特征在于:

周期变化"尖锐的分裂"条纹

当层压面垂直于试样表面时,电子束穿过层压面,其特征在于:

"直线"短条纹

因此,层压断层的存在可以通过形貌图的特征来确定,但需要结合电子衍射和高分辨率来进一步解释。

从上面可以看出,地层断层的衍射特征为:

细长的衍射条纹。

因此,无论是在SAED图还是高分辨率傅里叶变化图(FFT)中,如果存在细长的衍射条纹,大多是层压缺陷,可以结合高分辨率图谱进一步解释。

在 HRTEM 图中:

根据FFT可以确定层压故障的位置,然后对高分辨率进行放大和分析。

从上面的堆叠顺序可以看出,高分辨率图中层压断层的主要特征如下:

折线段。

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