亞點陣

亞點陣又稱子點陣。同一點陣類型（即格子類型）對應的若干套相互錯開的個同格子稱為亞格子或子格子。

基本介紹

• 中文名：亞點陣
• 外文名：The lattice
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 別名：子點陣
• 套用：Fe3Al

介紹

Cr是唯一提高Fe₃Al室溫塑性的固溶元素。在Cr，Ti，Mo，Mn，Ni，Si等代位原子中，僅有Cr提高了當量成分D03結構的Fe₃Al在真空中的室溫延伸率，其他元素都不同程度地降低了塑性。這一結果表明，代位原子的加入改變了Fe₃Al的內稟特性。為此，必須確定上述代位原子在長程有序DO₃結構的Fe₃Al亞點陣中的占位及其對原子間互動作用的影響，為深入研究它們對微觀變形機制及巨觀力學行為的影響提供依據。

中子衍射測定

Fe原子與Cr，Mn，Ni原子對中子的散射振幅分別為9.5，3.52，-3.9，10.3fm，便於用中子衍射分析確定這些原子在亞點陣中的占位。Fe₃Al在室溫下為DO₃結構，空間群為Fm₃m。加入不同代位原子後，單胞晶格常數改變。單胞中有兩類不同的Fe原子，每一個原子與周圍環境不同，因此，它們具有不同的磁矩。加入合金元素使Fe原子磁矩發生變化。加入不同的原子，使得(111)與(200)衍射強度比的變化不同。(111)衍射是DO₃類型結構的超結構特徵峰，它與(200)衍射強度的相對變化說明了不同原子改變了Fe₃Al的DO₃結構的有序度。

與塑性的關係

Fe₃Al的無序狀態屬於bcc結構，滑移係為{110}<111>, b=ao<111> /2 (ao是DO₃單胞點陣常數的一半)。有序狀態時是由四個互相貫穿的fcc結構構成，形成D03超結構點陣，屬於fcc結構。在這種結構的單胞中，一個Al原子有八個最近鄰的Fe原子及六個次近鄰的Fe原子，一個Fe原子有八個最近鄰的Al原子及六個次近鄰的Fe原子。

由於位錯1/2ao<111> (110)滑移，導致最近鄰與次近鄰位置改變，由此形成反相疇(APD)。由於代位原子占位不同，各合金中的原子對類型和原子間互動作用能都不同，從而有不同的反相疇界能。超點陣位錯單位位錯之間的距離反映了反相疇界能的高低和分解成普通位錯的難易程度。反相疇界能和單位位錯之間的間距成反比關係。

對於DO₃結構的Fe₃Al(Me)合金，如果Me占據Al的次近鄰位置，那么次近鄰原子對由Fe₃Al的Fe-Al轉變為Fe-Al-Me時的Fe-Fe，Fe-Al，Al-Me對，Al-Me原子對替代了部分Fe-Al對。Cr，Mo，Ti的占位就屬於這類情況。Cr-Al對的DO小於Fe-Al對的DO值，表明Cr-Al原子間的相互作用較弱，即添加Cr降低了DO₃結構的Fe₃Al的次近鄰原子間的結合能，從而降低了合金的反相疇界能（E_NNN），增大超點陣位錯的四分位錯間距，容易分解成二分位錯，使Fe-25Al-5Cr表現出比Fe₃Al高的室溫塑性。分別添加MO，Tl後，Mo-Al，Ti-AI對的DAB分別提高到1.1828eV及0.8059eV，與Fe-Al對相比，Ti-Al，MO-Al原子間相互作用較強，增大了合金的次近鄰反相疇界能，四分位錯更不易分解，使合金變得更脆。

總結

1.代位原子在DO₃結構的Fe₃Al亞點陣中占位的中子衍射測定結果表明，Cr，Mo，Ti原子占據β位，主要替代Al原子的次近鄰Fe原子；Mn，Ni原子進入α1，α2位，替代Al原子的最近鄰Fe原子；(Si+Al)原子在當量成分以內時，Si全部進入y位，替代Al原子。

2.異類原子間的解離能Do的計算結果表明，與Fe-A，Al-Ti，Al-Mo原子對相比，Cr-Al原子對的相互作用較弱，次近鄰反相疇界能較低，從而提高了合金的室溫塑性。