材料织构分析原理与检测技术

　　1　材料宏观织构原理与检测技术
　　1.1　晶体取向与多晶体织构
　　1.1.1　晶体的结构及旋转特性
　　1.1.2　晶体取向与晶体学织构
　　1.1.3　取向与织构的极图表达原理
　　1.1.4　反极图原理
　　1.1.5　极图的局限性
　　1.2　材料宏观织构生成原理
　　1.2.1　铸造织构的生成
　　1.2.2　粉末烧结织构
　　1.2.3　冷变形织构的生成
　　1.2.4　再结晶与热轧织构的生成
　　1.2.5　二次再结晶织构的生成
　　1.2.6　相变对织构生成的影响
　　1.2.7　金刚石薄膜织构的生成
　　1.3　材料X射线宏观织构检测原理
　　1.3.1　X射线衍射基本原理
　　1.3.1.1　X射线衍射的布拉格方程
　　1.3.1.2　X射线衍射强度
　　1.3.1.3　X射线衍射的结构因子
　　1.3.1.4　晶体点阵类型所引发的系统消光
　　1.3.2　多晶体极图的X射线测量原理
　　1.3.3　取向分布函数的数学原理
　　1.3.3.1　极密度分布函数
　　1.3.3.2　取向分布函数的数学式
　　1.3.3.3　取向分布函数计算原理
　　1.4　材料织构的表达与定量分析方法
　　1.4.1　取向空间的划分
　　1.4.1.1　立方晶系的取向空间
　　1.4.1.2　六方晶系的取向空间
　　1.4.1.3　四方晶系的取向空间
　　1.4.2　取向分布函数截面图分析
　　1.4.3　取向分布函数取向线分析
　　1.4.4　织构组分分析
　　1.5　宏观织构定量分析
　　1.5.1　常见的取向分布函数截面图分析
　　1.5.2　材料织构变化过程的取向线分析
　　1.5.2.1　冷轧织构分析
　　1.5.2.2　再结晶织构分析
　　1.5.2.3　不均匀织构分析
　　1.5.3　织构组分分析实例
　　1.5.4　织构与材料宏观性能的定量关系
　　1.5.4.1　多晶体取向分布函数与性能的线性定量关系
　　1.5.4.2　金属材料屈服行为与织构的关系
　　1.5.4.3　材料磁致伸缩行为与织构的定量关系
　　1.5.4.4　材料织构与性能定量关系的唯象理论
　　1.6　宏观织构测量技术
　　1.6.1　X射线测角器的结构与工作原理
　　1.6.2　织构试样的制备与安放
　　1.6.3　实测极图数据的整理
　　1.6.4　板材织构检测数据示例
　　1.6.5　取向分布函数测量与计算精度的评价
　　参考文献
　　2　材料微观织构及电子背散射衍射技术
　　2.1　电子背散射衍射（EBSD）技术的发展过程与应用现状
　　2.1.1　EBSD技术发展过程简述
　　2.1.2　EBSD技术与其他相关技术的比较
　　2.1.2.1　侵蚀法
　　2.1.2.2　SEM下的单个取向分析技术
　　2.1.2.3　TEM下的取向测定技术
　　2.1.3　EBSD技术在我国的应用现状
　　2.2　EBSD技术相关基础简述
　　2.2.1　取向的各种表示法及其数据操作
　　2.2.1.1　取向的数字表示法
　　2.2.1.2　各种取向表示法之间的关系
　　2.2.1.3　由EBSD数据算出的织构与X射线法算出的织构的差异
　　2.2.2　取向差及取向关系
　　2.2.2.1　同种晶粒间的取向差
　　2.2.2.2　不同相之间的取向关系
　　2.2.3　界面法线晶面指数的测定
　　2.3　电子背散射衍射测试技术及原理简介
　　2.3.1　EBSD的硬件
　　2.3.2　EBSD测量的主要原理
　　2.3.2.1　菊池带的产生
　　2.3.2.2　取向标定原理
　　2.3.2.3　菊池带自动识别原理
　　2.3.2.4　EBSD分辨率
　　2.3.2.5　花样（或图像）质量IQ、花样衬度BC与置信指数CI
　　2.3.3　EBSD测试的操作过程
　　2.3.4　取向显微镜及取向成像
　　2.3.5　EBSD测定时可能出现的问题
　　2.4　电子背散射衍射数据的处理
　　2.4.1　EBSD数据结构
　　2.4.2　用于取向、织构分析的EBSD数据处理
　　2.4.3　取向差或取向关系数据的处理
　　2.4.4　取向成像分析中的其他信息处理
　　2.4.5　EBSD数据误差来源
　　2.4.5.1　样品坐标系确定不当带来的误差
　　2.4.5.2　EBSD花样标定不好带来的误差
　　2.4.5.3　EBSD数据中的噪声
　　2.5　电子背散射衍射技术在微织构分析中的应用
　　2.5.1　微观组织的形变不均匀性
　　2.5.1.1　BCC结构低碳钢压缩时的形变不均匀
　　2.5.1.2　FCC铝锰合金形变后取向差分布对析出的影响
　　2.5.1.3　金丝球键合时的形变不均匀性及工艺参数的影响
　　2.5.1.4　第二相粒子周围亚晶的取向变化
　　2.5.2　金属静、动态再结晶及相变初期取向
　　2.5.2.1　第二相粒子周围新晶粒的取向
　　2.5.2.2　形变强化相变初期（小应变量）晶界及形变带上铁素体的取向
　　2.5.2.3　HCP镁合金动态再结晶初期新晶粒取向特征
　　2.5.3　各类孪晶的分析
　　2.5.3.1　高锰钢中形变孪晶变体的确定及其与晶粒取向的关系
　　2.5.3.2　镁中拉伸孪晶的确定
　　2.5.3.3　铝-锰合金退火孪晶取向特点分析
　　2.5.3.4　键合铜丝内退火孪晶分析
　　2.6　EBSD分析样品的制备
　　2.6.1　EBSD分析样品的基本要求及各种抛光方法的特点
　　2.6.1.1　基本要求
　　2.6.1.2　各种抛光法的特点
　　2.6.2　EBSD分析样品的制备方法
　　2.6.3　特殊的样品制备方法
　　2.6.3.1　小样品的处理
　　2.6.3.2　表面喷碳、金
　　2.6.3.3　聚焦离子束（FIB）技术
　　2.6.4　一些材料的EBSD分析样品制备方法
　　参考文献
　　3　材料织构在线检测技术
　　3.1　织构在线检测概述
　　3.1.1　织构在线检测的工业背景
　　3.1.2　织构在线检测的研究历史
　　3.2　X射线二维衍射理论基础
　　3.2.1　X射线面探测器衍射系统
　　3.2.2　X射线二维衍射几何关系
　　3.3　织构在线检测原理与方法
　　3.3.1　织构在线检测原理
　　3.3.2　快速采集极图数据及计算取向分布函数
　　3.3.3　在线采集极图数据及计算取向分布函数
　　3.4　金属材料织构在线检测应用
　　3.4.1　超深冲压钢板织构快速检测
　　3.4.2　冲压铝板织构快速检测
　　3.4.3　退火铝板织构在线检测
　　3.4.4　冷轧铝板织构在线检测
　　3.4.5　深冲压钢板塑性应变比r值在线检测技术
　　3.4.6　冲压铝板塑性应变比r值的在线检测技术
　　3.4.7　多相材料的织构检测
　　参考文献
　　术语索引

　　陈冷，教授，工学博士。男，1964年出生。先后毕业于吉林大学、东北大学和北京科技大学，获材料学学士、硕士和博士学位。2003年在德国马克斯-普朗克钢铁研究所（Max-Planck-Institut Für Eisenforschung）短期工作。长期在高校从事科研和教学工作，现任北京科技大学材料学系教授，兼任中国体视学学会材料科学分会常务理事兼副秘书长。

　　晶体学织构及相应的各向异性是现代先进材料十分重要的特性。本书介绍了材料宏观织构、微观织构和织构快速检测的基本过程和相关技术，综述了工程材料中存在的织构类型，阐述了织构检测技术在生产检验中的实际应用以及在材料开发研究中的基本分析方法。本书内容侧重于基础性、实用性和技术可操作性。
　　本书可作为钢铁企业从事织构检测人员的技术参考书或培训教材；也可作为从事冶金、铸造、材料研发、材料加工等专业的技术人员在进行织构检测、分析与研究时的参考用书；还可作为高等院校相关专业教师、大学生或研究生的教学参考书。