باز کردن منو اصلی

بافت (به انگلیسی: texture) به آرایش بلورهای یک ماده چندبلوری (پلی‌کریستال) گفته می‌شود. در علم مواد ، بافت توزیع جهت گیری های کریستالوگرافی از یک نمونه پلی کریستالی است (این نیز بخشی از اساس زمین شناسی است). به نمونه ای که در آن این جهت گیری ها کاملاً تصادفی باشند گفته می شود : بافت مشخصی ندارد(همسانگرد). اگر جهت کریستالوگرافی تصادفی نباشد ، اما دارای تعدادی جهت گیری ترجیحی باشد ، نمونه دارای بافت ضعیف ، متوسط یا قوی است. درجه بستگی به درصد بلورهایی که دارای جهت گیری ترجیحی دارد. بافت تقریباً در تمام مواد مهندسی دیده می شود و می تواند تأثیر زیادی در خاصیت مواد داشته باشد. همچنین سنگهای زمینی به دلیل تاریخچه حرارتی-مکانیکی فرآیندهای تشکیلشان، بافت را نشان می دهند.[۱]

شکل های قطبی بافت کریستالوگرافی فاز گاما از آلیاژ در یک آلیاژ تیتانیوم آلومینیوم در یک آلیاژ آلفا 2-گاما را نشان می دهد ، که توسط پرتوهای X پر انرژی اندازه گیری می شود.






تعیین مشخصات و نمایندگیویرایش

بافت را می توان با روشهای مختلفی مشخص کرد. برخی از روشها تجزیه و تحلیل کمّی از بافت را امکان پذیر می کنند ، در حالی که برخی دیگر فقط کیفی هستند. از بین تکنیک های کمّی ، بیشترین کاربرد انکسار اشعه ایکس(X-ray diffraction) با استفاده از گونیومترهای بافت است و در روش میکروسکوپ الکترونی روبشی(Scanning Electron Microscopes) ، روش EBSD (electron backscatter diffraction) انجام می شود .[۲]

تجزیه و تحلیل کیفی را می توان با عکاسی Laue ،انکسار اشعه X ساده و یا با میکروسکوپ قطبی انجام داد. انکسار پرتونگاری پر انرژیپرتو X  با نوترون و سنکروترون برای تعیین بافت توده مواد و تجزیه و تحلیل درجا مناسب هستند ، در حالی که ابزارهای انکسار پرتوی ایکس آزمایشگاهی برای تجزیه و تحلیل بافت نوار های نازک مناسب تر هستند.

بافت اغلب با استفاده از شکل قطب(pole figure) نمایش داده می شود ، که در آن یک محور کریستالوگرافی مشخص (یا قطبی) از هر یک از تعداد نماینده کریستالیت ها در یک طرح استریوگرافی به همراه جهات مربوط به تاریخچه فرایند ساخت مواد ترسیم می شود. این جهات ، به اصطلاح ساختمان مرجع نمونه را تعریف می کنند و هستند ، زیرا تحقیقات بافت ها از کار سرد بر روی فلزات آغاز می شود ، که معمولاً به آن جهت نورد (RD) ، جهت عرضی (TD) و جهت طبیعی (ND) گفته می شود. در مورد سیم های فلزی کشیده شده ، محور رشته استوانه ای به عنوان جهت نمونه (جهت گیری ترجیحی) است. (شکل های زیر را ببینید).

بافت های رایجویرایش

چندین بافت وجود دارد که معمولاً در مواد فرآوری شده (مکعبی) یافت می شود. آنها یا توسط دانشمندانی که آنها را کشف کرده اند ، یا از موادی که بیشتر در آن یافت می شود نامگذاری شده اند. اینها در شاخص های میلر برای ساده سازی اهداف آورده شده است.

·      جزء مکعبی : (001)[100]

·      جزء برنجی : (110)[-112]

·      جزء مسی : (112)[11-1]

·      جزء اس : (123)[63-4]

تابع توزیع جهت گیریویرایش

نمایش کامل سه بعدی بافت کریستالوگرافی با تابع توزیع جهت گیری (به انگلیسی: orientation distribution function) (ODF) ارائه می شود که می توان با محاسبه مجموعه ای از شکل های قطبی یا الگوهای انکسار به دست آورد. متعاقباً ، تمام شکل های قطبی را می توان با استفاده از ODF  ترسیم کرد.

OFD  به عنوان بخش حجمی دانه ها با جهت گیری مشخص g تعریف می شود.

جهت گیری معمولاً با استفاده از سه زاویه اویلر مشخص می شود. سپس زوایای اویلر انتقال از بدنه مرجع نمونه به بدنه مرجع کریستالوگرافی تک تک دانه های پلی کریستال را توصیف می کنند. بدین ترتیب یکی از این قسمت ها با مجموعه بزرگی از زوایای مختلف اویلر به پایان می رسد که توزیع آن توسط g تعیین می شود.[۳]

تابع توزیع جهت گیری ، با هیچ تکنیکی نمی تواند به طور مستقیم اندازه گیری شود. به طور سنتی هم انکسار پرتوی ایکس و هم EBSD  ممکن است شکل های قطب را متراکم کنند.

روش های مختلفی برای به دست آوردن ODF از داده ها یا شکل های قطب به طور کلی وجود دارد. آنها می توانند براساس نحوه نمایش ODF طبقه بندی شوند. برخی نمایانگرODF به صورت تابع ، مجموع توابع یا گسترش آن در یک سری توابع هارمونیک هستند. بعضی دیگر که به عنوان روشهای گسسته شناخته می شوند ، فضای ODF در سلول ها را تقسیم می کنند و بر تعیین مقدار ODF در هر سلول تمرکز می کنند.[۴]

منشاء هاویرایش

 
اسکن میله اتصالی برش خورده و فورج شده که برای نشان دادن جریان دانه Etch شده است.

در سیم و فیبر ، همه بلورها تمایل دارند جهت تقریباً یکسان در جهت محوری داشته باشند ، اما جهت شعاعی تقریباً تصادفی دارند. مشهورترین استثناء این قانون فایبرگلاس است که هیچ ساختار کریستالی ندارد و فیبر کربن که در آن ناهمسانگردی بلوری به حدی عالی است که یک رشته با کیفیت خوب یک کریستال منفرد منحرف شده با تقارن تقریبا استوانه ای (که اغلب با ژله مقایسه می شود) است. الیاف تک بلوری نیز غیر معمول نیستند.

در ساخت ورق فلزی اغلب شامل یک فشرده سازی در یک جهت و در عملیات نورد کارآمد ، تنش در جهت دیگر است که می تواند با فرآیندی به عنوان جریان دانه ، بلوریت ها را در هر دو محور جهت یابی کند. با این حال ، کار سرد بسیاری از نظم بلوری را از بین می برد ، و کریستال های جدیدی که با عملیات حرارتی  بوجود می آیند معمولاً دارای بافت متفاوتی هستند. كنترل بافت در ساخت ورق استيل سيليكون براي هسته هاي ترانسفورماتور (براي كاهش هيسترزي مغناطيسي) و قوطي هاي آلومينيايي بسيار مهم است (از آنجا كه فرایند کشش عميق نياز به پلاستیسیته شديد و نسبتاً يكنواخت دارد).[۵]

بافت در سرامیک معمولاً بوجود می آید زیرا بلورهای موجود در یک دوغاب دارای اشکال هستند که بستگی به جهت کریستالی ، اغلب سوزن یا صفحه دارند. این ذرات خود را تراز می کنند که آب از دوغاب خارج می شود ، یا همانطور که خاک رس تشکیل می شود.

ریخته گری یا سایر انتقال سیال به جامد (به عنوان مثال رسوب فیلم باریک) در صورت وجود وقت و انرژی فعال سازی کافی برای اتم ها ، مکانهایی را در کریستال های موجود پیدا می کند ، به جای چگالش به عنوان یک جامد آمورف یا شروع کریستالهای جدید به طور تصادفی تولید کند. [۶]

بعضی از جنبه های کریستال (اغلب صفحه های بسته بندی شده) با سرعت بیشتری نسبت به سایرین رشد می کنند ، و بلورهایی که یکی از این صفحه ها در جهت رشد با آن روبرو است ، معمولاً در جهت های دیگر کریستال ها را از رقابت خارج می کنند.

در حالت شدید ، تنها یک بلور پس از طول مشخصی زنده می ماند: این مورد در فرآیند Czochralski مورد استفاده قرار می گیرد (مگر اینکه از بلور دانه ای استفاده شود) و در ریخته گری پره های توربین و سایر قسمت های حساس به خزش.




جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. Liss, Klaus-Dieter; Bartels, Arno; Schreyer, Andreas; Clemens, Helmut (2003). "High-Energy X-Rays: A tool for Advanced Bulk Investigations in Materials Science and Physics". Textures and Microstructures. 35 (3–4): 219–252. doi:10.1080/07303300310001634952. ISSN 0730-3300.
  2. Wenk, H-R; Houtte, P Van (2004-07-06). "Texture and anisotropy". Reports on Progress in Physics. 67 (8): 1367–1428. doi:10.1088/0034-4885/67/8/r02. ISSN 0034-4885.
  3. Birkholz, M.; Selle, B.; Fenske, F.; Fuhs, W. (2003-11-18). "Structure-function relationship between preferred orientation of crystallites and electrical resistivity in thin polycrystalline ZnO:Al films". Physical Review B. 68 (20): 205414. doi:10.1103/PhysRevB.68.205414.
  4. Goyal, Amit; Paranthaman, M. Parans; Schoop, U. (2004/08). "The RABiTS Approach: Using Rolling-Assisted Biaxially Textured Substrates for High-Performance YBCO Superconductors". MRS Bulletin. 29 (8): 552–561. doi:10.1557/mrs2004.161. ISSN 1938-1425. Check date values in: |date= (help)
  5. Iijima, Yasuhiro; Kakimoto, Kazuomi; Yamada, Yutaka; Izumi, Teruo; Saitoh, Takashi; Shiohara, Yuh (2004/08). "Research and Development of Biaxially Textured IBAD-GZO Templates for Coated Superconductors". MRS Bulletin. 29 (8): 564–571. doi:10.1557/mrs2004.162. ISSN 1938-1425. Check date values in: |date= (help)
  6. Fenske, Frank; Selle, Burkhardt; Birkholz, Mario (2005-05-11). "Preferred Orientation and Anisotropic Growth in Polycrystalline ZnO:Al Films Prepared by Magnetron Sputtering". Japanese Journal of Applied Physics. 44 (5L): L662. doi:10.1143/JJAP.44.L662. ISSN 1347-4065.

ویکی‌پدیای انگلیسی