一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法技术

本发明专利技术提供一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，包括如下步骤：步骤一、建立面心立方晶体样品里孪晶面的第一模型，所述第一模型是根据投影几何获得的；步骤二、将面心立方透射电镜样品放入电镜后，查找含有孪晶组织的薄区，将所检测晶粒倾转到<110>晶带轴；步骤三：调节放大倍数，采集孪晶面的投影图像，包括明场图像和暗场图像，并从图像中测量出孪晶面的投影宽度；步骤四：将步骤三中测量的孪晶面的投影宽度值代入第一模型中，确定透射样品中孪晶面的实际宽度。本发明专利技术操作简单，仅仅需要将样品倾转到低指数的<110>晶带轴；计算公式简洁，能够在透射电镜测试过程中快速计算出所孪晶面的实际宽度；不用加装硬件和软件即可测量。

A method to measure the width of twin face in face centered cubic crystal sample in transmission mirror

【技术实现步骤摘要】
一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法
本专利技术涉及一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法。
技术介绍
孪晶是指两个晶体(或一个晶体的两个部分)沿着一个公共晶面构成镜面对称的位向关系。孪晶是晶体材料中十分重要的晶体缺陷，由于孪晶面为两侧晶体共有，且孪晶面往往拥有极低的能量，使得孪晶这一晶体缺陷表现出十分奇特的性质，例如：在晶体材料中孪晶组织具有良好的热稳定性，孪晶组织用够较高的再结晶温度；在晶体塑性变形过程中，孪晶组织能够产生极大的塑性变形量，孪晶组织能够同时提高材料的强度和韧性；此外，研究发现孪晶能够增加铜材料的导电性。在孪晶组织中，共格孪晶面中的原子为孪晶两侧晶体所共有，最新的研究表明全位错能够与孪晶面产生位错反应，产生全位错和不全位错的现象。由于孪晶的这些特征，使得各种材料的孪晶组织一直是国内外学者研究的热点。透射电子显微镜是材料科学研究中十分重要的分析仪器，通过透射电子显微镜能够直接观察到材料内部的微观组织，同时还能够通过电子衍射分析微观组织的晶体结构。此外，透射电子显微镜还能够进行原子级别的高分辨分析、能谱成分分析以及电子能量损失谱分析等功能。近年来，科学家们成功将原位(In-situ)试验技术引入透射电子显微镜之中，发展出一系列透射电镜原位试验技术，例如：原位拉伸试验、原位压缩试验、原位弯曲试验、原位压痕试验、原位辐照试验、高分辨原位拉伸试验和高分辨原位压痕试验；与气氛环境有关的原位氧化试验和原位腐蚀试验；以及与能源材料相关的原位储能试验、原位充电和放电试验。透射电子显微镜已经发展成为集合试验平台与分析平台为一身的综合研究平台。晶体材料的孪晶面作为研究热点，已经被多位科学家分别进行了原位拉伸试验、原位压缩试验和原位压痕试验等透射电镜原位试验的研究，目前仅进行了机理性质的探讨，还没有进行定量性质的工作，主要是由于透射电镜样品中孪晶面的特征无法准确的测量。但是当进行孪晶材料原位充电和放电试验和原位储能试样的研究工作中，就需要准确的知道孪晶面的特征，为解决这一问题，本专利技术提供了一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法。
技术实现思路
根据上述提出的当进行孪晶材料原位充电和放电试验和原位储能试样的研究工作中，需要准确的知道孪晶面的特征的技术问题，而提供一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法。本专利技术主要通过建立面心立方晶体样品里孪晶面的第一模型，将从图像中测量出孪晶面的投影宽度值代入第一模型中，从而准确的测量孪晶面的实际宽度。本专利技术采用的技术手段如下：一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，包括如下步骤：步骤一、建立面心立方晶体样品里孪晶面的第一模型，所述第一模型是根据投影几何获得的；步骤二、将面心立方透射电镜样品放入电镜后，查找含有孪晶组织的薄区，将所检测晶粒倾转到<110>晶带轴；步骤三：调节放大倍数，采集孪晶面的投影图像，包括明场图像和暗场图像，并从图像中测量出孪晶面的投影宽度；步骤四：将步骤三中测量的孪晶面的投影宽度值代入所述第一模型中，确定透射样品中孪晶面的实际宽度。进一步地，步骤一中，所述第一模型满足如下公式：式中，W为样品中孪晶界实际宽度(nm)，d为投影图像中孪晶面的投影宽度(nm)。进一步地，所述面心立方晶体的孪晶面为其密排面{111}，根据描述面心立方晶体所有位错以及位错反应的汤姆森四面体，所述面心立方晶体有四个孪晶面，分别为(111)、和根据汤姆森四面体，<110>晶向与密排面{111}具有特殊的位向关系，任意一个<110>晶向平行于其中两个{111}密排面，且与另外两个{111}密排面成相同的夹角，其中，晶向平行于(111)面和面，且与面和面成35.26°的角度；晶向平行于(111)面和面，且与面和面成35.26°的角度；晶向平行于(111)面和且与面和面成35.26°的角度；当面心立方透射电镜样品倾转到某一<110>晶向时，能够观察到不与之不行的两个孪晶面的投影图像。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术提供的在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，通过建立面心立方晶体样品里孪晶面的第一模型，将从图像中测量出孪晶面的投影宽度值代入第一模型中，从而准确的测量孪晶面的特征。2、本专利技术提供的在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，操作简单，仅仅需要将样品倾转到低指数的<110>晶带轴。3、本专利技术提供的在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，计算公式简洁，能够在透射电镜测试过程中快速计算出孪晶面的实际宽度。综上，应用本专利技术的技术方案能够解决现有技术中的当进行孪晶材料原位充电和放电试验和原位储能试样的研究工作中，需要准确的知道孪晶面的特征的问题。基于上述理由本专利技术可在孪晶面宽度测量等领域广泛推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术透射电镜工作原理示意图。图2为本专利技术实施例1中所采集的图像。图3为本专利技术实施例2中所采集的图像。图4为本专利技术实施例3中所采集的图像。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、建立面心立方晶体样品里孪晶面的第一模型，所述第一模型是根据投影几何获得的；/n步骤二、将面心立方透射电镜样品放入电镜后，查找含有孪晶组织的薄区，将所检测晶粒倾转到<110>晶带轴；/n步骤三：调节放大倍数，采集孪晶面的投影图像，包括明场图像和暗场图像，并从图像中测量出孪晶面的投影宽度；/n步骤四：将步骤三中测量的孪晶面的投影宽度值代入所述第一模型中，确定透射样品中孪晶面的实际宽度。/n

【技术特征摘要】
1.一种在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、建立面心立方晶体样品里孪晶面的第一模型，所述第一模型是根据投影几何获得的；
步骤二、将面心立方透射电镜样品放入电镜后，查找含有孪晶组织的薄区，将所检测晶粒倾转到<110>晶带轴；
步骤三：调节放大倍数，采集孪晶面的投影图像，包括明场图像和暗场图像，并从图像中测量出孪晶面的投影宽度；
步骤四：将步骤三中测量的孪晶面的投影宽度值代入所述第一模型中，确定透射样品中孪晶面的实际宽度。


2.根据权利要求1所述的在透射电镜中测量面心立方晶体样品里孪晶面宽度的方法，其特征在于，步骤一中，所述第一模型满足如下公式：



式中，W为样品中孪晶界实际宽度(nm)，d为投影图像中孪晶面的投影宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑春雷，闫志刚，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13