Faryna M. (2003): Analiza zaleŝności krystalograficznych faz składowych w kompozytach z osnową ceramiczną, Instytut Metalurgii i InŜynierii

Transkrypt

1 Podsumowanie Techniki mikroskopii orientacji krystalograficznych rozwinęły się w ciągu ostatnich 20 lat w istotne narzędzie badawcze inŝynierii materiałowej, ale takŝe geologii oraz fizyki ciała stałego, które umoŝliwia ilościową analizę mikrostruktury. Mikroskopia orientacji opiera się na akwizycji, a następnie rozwiązywaniu duŝych zbiorów obrazów dyfrakcyjnych z określonych miejsc krystalicznej próbki. Zbiory pojedynczych orientacji mogą być wykorzystane do ilościowego opisu jej mikrostruktury. Istotnym jest znajomość przestrzennego rozkładu orientacji, która usuwa wszelkie niejednoznaczności przy rozpoznawaniu ziarn i ich granic w próbce. Na podstawie zbiorów pojedynczych orientacji moŝna uzyskać informację o teksturze w relacji do mikrostruktury materiału. Cenne są takŝe parametry określające tzw. jakość obrazu dyfrakcyjnego. Mogą być one wykorzystane do rozróŝnienia między obszarami o róŝnej gęstości defektów sieci krystalicznej. W monografii przedstawiono kilka przykładów zastosowania mikroskopii orientacji do mikrostrukturalnej analizy materiałów metalicznych i ceramicznych: Granice w walcowanym na zimno polikrystalicznym aluminium, CBED/TEM. Zmiany mikrostruktury w czasie wyŝarzania w obszarach zlokalizowanego odkształcenia w stopie aluminium 6013, CBED/TEM. Gradientowe mikrostruktury w wielofazowym stopie FeCrCo, CBED/TEM. Granice międzyfazowe w ceramicznym materiale kompozytowym Al 2 O 3 /WC, EBSD/SEM. Lokalne odkształcenia sieci krystalicznej w ziarnach ceramiki korundowej, EBSD/SEM. W chwili obecnej najbardziej zaawansowaną i dojrzałą techniką mikroskopii orientacji jest metoda wykorzystująca EBSD w SEM. Rozwijające się techniki mikroskopii orientacji w elektronowej mikroskopii transmisyjnej uzupełniają moŝliwości badawcze EBSD/SEM w tych przypadkach, kiedy wymagana jest wysoka przestrzenna i kątowa rozdzielczość pomiaru. 91

2 92

3 Literatura Adams B.L., Dingley D.J. (1994): Orientation Imaging Microscopy: New Possibilities for Microstructural Investigations using Automated BKD Analysis, Mater. Sci. Forum, , 31. anizo (2008): (strona internetowa firmy grupy zajmującej się w IMIM PAN wieloskalową analizą mikrostruktury). Ardakani M.G., Humphreys F.J. (1994): The annealing behavior of deformed particle-containing aluminum single crystals. Acta metall. mater., 42, 763. Baczmański, A. (2005): Stress field in polycrystalline materials studied using diffraction and self-consistent modelling. Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków 2005, ISBN Bailey J.E. (1960): Electron microscope observations on the annealing process occurring in cold-worked silver, Phil. Mag., 5, 833. Bieda-Niemiec M. (2007): Opracowanie systemu do automatycznego pomiaru map orientacji w transmisyjnym mikroskopie elektronowym do analizy mikrostruktury drobnoziarnistych materiałów metalicznych, praca doktorska, Kraków IMIM PAN. Bunge H.J. (1982): Texture Analysis in Materials Sciences, Buterworths London. Dey S.R., Morawiec A., Bouzy E., Hazotte A., Fundenberger J.J. (2006): A technique for determination of γ / γ interface relationships in ( α 2 + γ) TiAl base alloy using TEM Kikuchi patterns, Mater. Lett., 60, 646. Dillamore I.L., Morris P.L., Smith C.J.F., Hutchinson W.B. (1972): Transition Bands and Recrystallization in Metals, Proc. Roy. Soc., 329A, 405. Dingley D.J. (1984): On-line determination of crystal orientation and texture determination in SEM, Proc. Roy. Microsc. Soc., 19, 74. Dingley D.J. (2006): Orientation Imaging Microscopy for the Transmission Electron Microscope, Mikrochim. Acta, 155, 19. Dingley D.J., Wright S.I. (2000): Automated Crystallography in Electron Microscopy 7 th Asia-Pacific Electron Microscopy Physical Sciences, Singapore, Times Printers Pte. Ltd. 93

4 Faryna M. (2003): Analiza zaleŝności krystalograficznych faz składowych w kompozytach z osnową ceramiczną, Instytut Metalurgii i InŜynierii Materiałowej PAN, Kraków. Frączek R. (2006): Analiza metod detekcji dyfrakcyjnych linii Kikuchiego Praca doktorska AGH Kraków. Frank F.C. (1988): Orientation Mapping, Metall. Trans., A 19, 403. Fundenberger J.J., Morawiec A., Bouzy E., Lecomte J.S. (2003): Polycrystal orientation maps from TEM, Ultramicroscopy, 96, 127. Haessner F., Pospiech J., Sztwiertnia K. (1983): Spatial Arrangement of Orientations in Rolled Copper, Mater. Sci. Eng., 57, 1. Haessner F., Sztwiertnia K. (1988): The Misorientation Distributions Associated with the Texture of Polycrystalline Aggregates of Cubic Crystals, Proc. 8 th Int. Conf. Textures of Materials, eds. J.S. Kallend, G. Gottstein, The Metallurgical Society, 163. Haessner F., Sztwiertnia K. (1992): Some Microstructural Aspects of the Initial Stage of Recrystallization of Highly Rolled Pure Copper, Scripta metall. mater., 27, Hansen J., Pospiech J., Lücke K. (1978): Tables for Texture Analysis of Cubic Crystals, Berlin: Springer-Verlag. Hjelen, J., Ørsund, R., Nes, E. (1991): On the origin of recrystallization textures in aluminum, Acta Metall. Mater., 39, HKL (2001): Channel 5 manual. HKL (2007) (strona internetowa firmy Oxford HKL). Hu H. (1963) a: Electron Microscopy and Strength of Crystals, Interscience, London, 564. Hu H. (1963) b: Recovery and recrystallization of metals, J. Wiley and Sons, New York, 311. Humphreys J.F. (1999): Quntitative metallography by elektron backscatterred diffraction, J. Microsc.-Oxford, 197, 170. Hutchinson W.B., Ray R.K. (1973): On the feasibility of in situ observations of recrystallization in the high voltage microscope, Phil. Mag., 28, 953. International Tables for X-Ray Crystallography (1999), ed. E. Prince, Kluwer Academic, London. Keller, R.R., Roshko, A., Geiss, R.H., Bertness, K.A., Quinn, T.P. (2004): EBSD measurement of strains in GaAs due to oxidation of buried AlGaAs layers, Microelectron. Eng. 75, 96. Konrad J., Zaefferer S., Raabe D. (2006): Investigation of orientation gradients around a hard Laves particle in a warm-rolled Fe3Al-based alloy using a 3D EBSD-FIB technique, Acta Mater., 54, Korneva A. (2008): Wpływ złoŝonego odkształcenia na mikrostrukturę i własności mechaniczne magnetycznie twardych stopów Fe-Cr-Co, praca doktorska, Kraków IMIM PAN. 94

5 Korneva A., Bieda M., Korznikowa G., Bonarski J., Sztwiertnia K. (2008): Crystallographic orientation evaluation of the σ and α phases in hard magnetic Fe-30%Cr-8%Co alloy subjected to complex loading, Arch. Metall. Mater., 53, 161. Korneva A., Bieda M., Korznikowa G., Czeppe T., Korznikov A., Sztwiertnia K. (2009): Microstructure and some properties of FeCr30Co8 alloy subjected to plastic deformation by complex load, w przygotowaniu. Korneva A., Bieda M., Korznikowa G., Sztwiertnia K., Korznikov A. (2008): Microstructure and some properties of FeCr25Co15 alloy subjected to plastic deformation by complex load, Int. J. Mater. Res., 99, 991. Korneva A.V., Bieda M., Korznikova G.F., Sztwiertnia K. (2006): Structure of 25KH15K hard magnetic alloy after severe plastic deformation by upsetting and torsion. Arch. Metall. Mater., 51, 69. Kronberg, M.L. (1957): Plastic deformation of single crystals of sapphire: basal slip and twinning, Acta Met. 5, 507. Luo, J.F., Ji, Y., Zhong, T.X. Zhong, Zhang, Y.Q., Wang, J.Z., Liu, J.P., Niu, N.H., Han, J., Guo, X., Shen, G.D. (2006): EBSD measurements of elastic strain fields in a GaN/sapphire structure, Microelectron. Reliab., 46, 178. Mackenzie J.K. (1958): Second paper on statistics associated with random disorientation of cubes. Biometrica, 45, 229. Maier, H.J., Keller, R.R., Renner, H., Mughrabi, H. and Preston, A. (1996): On the unique evaluation of local lattice parameters by convergent-beam electron diffraction, Phil. Mag. A, 74, 23. Matthies K., Helming K. (1982): General Considerations of the Loss of Information on the Orientation Distribution Function of Texturized Samples in Pole Figure Measurements, Phys. Stat. Sol. (b) 113, 569. Matthies S. (1979): On the Reproducibility of the Orientation Distribution Function of the Texture Samples from Pole Figures (Ghost Phenomena), Phys. Stat. Sol. (b), 92, 135. Morawiec A. (1999): Automatic orientation determination from Kikuchi patterns, J. Appl. Cryst. 32, 788. Morawiec A., Sztwiertnia K., Pospiech J. (2003): Sprawozdanie Roczne Automatyczna detekcja linii na obrazach dyfrakcyjnych Kikuchiego i CBED, Instytut Metalurgii i InŜynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie. Morawiec A. (2004): Orientations and Rotations. Computations in Crystallographic Textures. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag. Morawiec A., Bieda M. (2005): On algorithms for indexing K-line diffraction patterns, Arch. Metall. Mater. 47, 50. Morawiec A., Fundenberger J.J., Bouzy E., Lecomte J.S. (2002): EP-a program for determination of crystallite orientations from TEM Kikuchi and CBED diffraction patterns J. Appl. Cryst., 35,

6 Morawiec, A. (2005): Formal conditions for unambiguous residual strain determination by CBED, Phil. Mag., 85, Pawlik K. (1986): Determination of the Orientation Distribution Function from Pole Figures in Arbitrarily Defined Cells, Phys. Stat. Sol. (b), 134, 477. Pędzich Z., Haberko K., Faryna M., Sztwiertnia K. (2001): Właściwości kompozytów ziarnistych a uporządkowanie granic miedzy fazowych, Polish Ceramic Bulletin, Polish Academy of Sciences, ISBN , 769. Pędzich Z., Haberko K., Faryna M., Sztwiertnia K. (2002): Interphase boundary in zirconia-carbide particulate composites, Key Eng. Mat. 223, 221. Pospiech J. (1972): Die Parameter der Drehung und die Orientierungsverteilungsfunktion (OVF), Kristall und Technik, 7, 9, Pospiech J., Lücke K. (1975): The rolling textures of cooper and α brasses discussed in terms of the orientation distribution function, Acta Metall., 23, 997. Pospiech J., Lücke K. and Sztwiertnia K. (1993): Orientation Distribution and Orientation Correlation Functions for Description of Microstructures, Acta metall. mater., 41, 305. Pospiech J., Sztwiertnia K., Haessner F. (1986): The Misorientation Distribution Function, Texture Microstruct. 6, 201. Pospiech J., Sztwiertnia K., Jura J. (1998): Microstructure analysis based on local orientation measurements, w Advanced Light Alloys and Composites (NATO ASI series 3, Vol. 59), 361. Randle V., Engler O. (2000): Introduction to Texture Analysis Macrostructure, Microstructure and Orientation Mapping, CRC Press. Rauch E.F., Dupuy L. (2005): Rapid spot diffraction patterns identification through template matching, Arch. Metall. Mater., 50, 87. Roberts W., Lehtinen B. (1972): On the feasibility of in situ observations of recrystallization in the high voltage electron microscope, Phil. Mag., 26, Sawina G. (2008): Modelling of recrystallization and grain growth in hexagonal materials, praca doktorska, Kraków IMIM PAN. Schwarzer R.A. (1998): Crystallography and microstructure of thin films studied by X-ray and electron diffraction, Mater. Sci. Forum, , 23. Sztwiertnia K. (2003): Simulation of Grain Growth Selection during Recrystallization of Highly Cold Rolled Aluminum, Mater. Sci. Forum, Vols , Sztwiertnia K. (2008): On recrystallization texture formation in polycrystalline fcc alloys with low stacking fault energies, Int. J. Mater. Res.,, 99, 178. Sztwiertnia K., Bieda M., Korneva A., Sawina G. (2007): Inhomogeneous microstructural evolution during the annealing of 6013 aluminium alloy, InŜynieria Materiałowa, Vol. 3 XXVIII,

7 Sztwiertnia K., Bieda M., Sawina G. (2006): Charakterystyki dezorientacji migrujących granic w wyŝarzonym in situ mosiądzu α, Materiały konferencyjne Metalurgia 2006, Krynica, 747. Sztwiertnia K., Faryna M., Bieda M., Korneva A., Sawina G. (2007): Multiscale OIM examination of inhomogeneous microstructural evolution during annealing of aliminum alloy wit bimodal particle distribution, Acta Microsc., Vol 16, 88. Sztwiertnia K., Faryna M., Sawina G. (2006): Misorientation Characteristics of Interphase Boundaries in Particulate Al 2 O 3 -based Composites, J. Eur. Ceram. Soc. 26, Sztwiertnia K., Faryna M., Sawina G. (2006): Quantitative Misorientation Characteristics in Interphase Boundaries in Composites, J. Microscopy Oxford 224, 4. Sztwiertnia K., Faryna M., Tomaszewski H. (2009): w przygotowaniu. Sztwiertnia K., Haessner F. (1994): In situ observations of the initial stage of recrystallization of highly rolled phosphous copper, Mater. Sci. Forum, , Sztwiertnia K., Jura J., Faryna M., Morawiec A., Bieda-Niemiec M., Korneva A., Góral A. (2008): Sprawozdanie Roczne Charakterystyki orientacji krystalograficznych a właściwości materiałów, Instytut Metalurgii i InŜynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie. Sztwiertnia K., Pospiech J. and Haessner F. (1990): Reduction of Misorientations between Two Cubic Crystals into the Base Domain of Axis - Angle Space, Texture Microstruct., Sztwiertnia, K., Haessner F. (1991): The Orientation Characteristics of Different Recrystallization Stages in Copper, Texture Microstruct., 14-18, 641. Tomaszewski H., Godwod K., Diduszko R., Carrois F., Duchazeaubeneix J.M. (2006): Shot peening a new method for improving mechanical properties of structural ceramics. Key Eng. Mat , 277. TSL (2007) (strona internetowa firmy TSL EDAX). W. Truszkowski, J.Król and B.Major (1982): On penetration of shear texture into the rolled aluminium and copper, Met. Trans., 13A, 665. Wenk H.R., Van Houtte P. (2004): Texture and anisotropy, Rep. Prog. Phys., 67, Williams D.B., Barry Carter C. (2004): Transmission Electron Microscopy; Basics, Springer. Zaefferer S. (2000): New developments of computer-aided crystallographic analysis in transmission electron microscopy J. Appl. Cryst., 33, 10. Zaefferer S. (2002): Computer-aided crystallographic analysis in the TEM, Adv. Imag. Elect. Phys., 125, 355. Zaefferer S., Schwarzer R. (1994): Automated Measurement of Single Grain Orientations in the TEM, Z. Metallkd., 85, 585. Zaefferer, S. (2007): Some ideas on the formation mechanisms and intensity distribution of backscatter Kikuchi patterns, Microsc. Microanal., 13,

8 98