顯微組織與織構
極圖(pole figure)
要怎麼在一張平面紙上畫出成千上萬個晶粒各自指向哪裡?極圖就是標準的地圖。挑一種晶面——比如 {100} 立方面——對每個晶粒標出它的面法線(它的極)相對於固定樣品軸(對薄板來說:輥軋方向、橫向、板面法線)指向哪裡。用立體投影把所有這些方向投到一個圓盤上。極聚集之處,圖上就密;晶粒迴避的取向,就空白。聚集的圖樣就是織構,一眼可見。
具體地說,想像把每個晶粒所選晶面的法線當成一支從球心射出的箭;它在球面上穿出一個點,立體投影再把那個點壓平到圓盤上。隨機(無織構)樣品的極均勻散布,極圖就是一片均勻的灰盤。有織構的樣品則在許多晶粒共享同一極方向處出現亮點或亮弧。極圖可用 X 光繞射直接量測(旋轉樣品、記錄某個 {hkl} 反射在何處變強),或由電子背向散射繞射(EBSD)所得的晶粒取向計算而來。
極圖是織構的日常工作語言——好讀,又能直接量測。但它帶有一個誠實的限制:單一極圖只顯示一種晶面的極,而且身為二維投影,並不能完全定出每個晶粒完整的三維取向(繞面法線的一個轉動沒被解出)。這就是為什麼要用數張不同 {hkl} 的極圖,或用它們算出完整的取向分布函數,才能完整指定一個織構。極圖是織構的一個投影,不是它的全部。
具立方織構的再結晶銅板,其 {100} 極圖在中心(板面法線)出現尖銳的強度峰,在邊緣沿輥軋方向與橫向也各有峰——代表大多數晶粒有一個立方面躺在板面內,立方邊則沿輥軋與橫向軸。
亮點標出許多晶粒共享的取向;隨機樣品則給出一片無特徵的均勻圓盤。
一張極圖無法唯一決定織構——它是一種晶面法線的二維立體投影,留下一個轉動未解。完整指定需要數張極圖或取向分布函數。
又稱
另見