晶粒取向是指晶體中晶粒的三個晶軸(、、)在樣品坐標系(如軋板的RD、TD、ND)中的相對方位關係。這種關係可以通過兩個坐標系各軸之間的夾角來描述,具體包括晶體坐標軸與樣品坐標軸之間的夾角α1、β1、γ1、α2、β2、γ2、α3、β3、γ3。晶粒取向的確定對於理解材料的物理和機械性能至關重要,因為它涉及到材料中原子排列的方向性。
共價晶體的方向性:共價晶體中的共價鍵形成方向性,這是由於電子雲的交疊程度決定的。共價鍵的強弱取決於電子雲的密度,而電子雲的非對稱分布導致共價鍵總是在電子雲密度最大的方向上形成。
取向的概念:取向描述了晶體坐標系與外界樣品坐標系之間的關係。這包括確定晶體不同方向與巨觀樣品可觀察到的特徵方向間的關係。取向可以通過極圖和反極圖來表示,極圖描述了某一選定晶面在極射赤面投影圖上的位置,而反極圖則描述了多晶體材料中平行於材料的某一外觀特徵方向的晶向在晶體坐標架的空間分布。
晶粒取向的重要性:在多晶體中,每個晶粒的取向可能不同於其鄰晶。在某些情況下,晶粒可能圍繞某些特殊的取向排列,這種現象稱為擇優取向或織構。這種取向的分布對材料的性能有顯著影響,因為它決定了材料在特定方向上的物理和機械特性。
綜上所述,晶粒取向是理解材料性能的關鍵因素,它涉及到原子排列的方向性和晶體與樣品坐標系之間的關係。通過極圖和反極圖的表示方法,可以有效地描述和分析晶粒取向。