Textura (cristalografia)

Figuras polares de textura feitas de gama-TiAl em uma liga alfa2-gama de duas fases.

Em cristalografia, a textura é entendida como a totalidade das orientações das cristalites de um multicristalino sólido .

Isso resulta, em particular, na anisotropia da deformabilidade mecânica de muitos materiais metálicos , um exemplo frequentemente citado disso é a formação de lóbulos durante a estampagem profunda da folha de metal , bem como a anisotropia das propriedades magnéticas de alguns magnéticos macios (por exemplo, folha de dínamo orientada a grãos ) e materiais magnéticos duros (por exemplo B. anisotrópica Alnico , ímãs, samário-cobalto - ligas , anisotrópicos de neodímio-ferro-boro ligas, magnéticos rígidos ferrites ).

Influência nas propriedades do material

Propriedades como resistência , reatividade química , resistência à corrosão , tenacidade à fratura , soldabilidade , comportamento de deformação , resistência a danos por radiação e susceptibilidade magnética podem depender fortemente da textura do material e da microestrutura associada. O desenvolvimento de texturas desfavoráveis ​​durante a produção ou uso do material pode desenvolver fraquezas ou levar a falhas. Consequentemente, a consideração da textura na seleção do material e métodos de formação pode ser de importância decisiva. Mesmo após uma falha de material , a textura resultante pode ajudar na interpretação dos dados de análise de erro.

Se os cristalitos são distribuídos de forma completamente aleatória, o material tem propriedades isotrópicas, i. H. mesmas propriedades em todas as direções espaciais. Durante os processos de solidificação, muitas vezes há um crescimento direcionado dos cristalitos, no caso limite, mesmo a formação de um único cristal . As texturas também são criadas pela formação de um material, como laminação a frio ou trefilagem; com materiais magnéticos duros, os cristalitos em pó são alinhados por campos magnéticos durante o processo de sinterização. Em aços de repuxo profundo , a estrutura de cristal em forma de cubo é alinhada tanto quanto possível, de modo que uma direção diagonal espacial do cubo aponte na direção de rolamento. A folha de dínamo de grão orientado tem uma textura muito nítida com um ângulo de desorientação de menos de 3 °, a textura Goss {110} <100> nomeada após seu descobridor. Aqui, a direção magneticamente fácil, uma borda do cubo, aponta na direção do rolamento. A diagonal da superfície do cubo aponta na direção transversal.

história

Embora o caráter textural de muitas rochas já fosse conhecido no século 19 (por exemplo, ardósia ), sua análise mais detalhada recebeu um impulso decisivo com a descoberta da difração de raios-X por Laue em 1912. O processo do filme permitiu inicialmente a representação de figuras polares cujas orientações (os chamados locais ideais ) foram estimados. Com o desenvolvimento de detectores de tubo contador e o uso de fontes de nêutrons em reatores de pesquisa , os números dos pólos puderam ser determinados com muito mais precisão. Métodos mais novos usam detectores 2d, radiação síncrotron , detectores múltiplos - espectrômetros de massa de tempo de vôo e difração de elétrons em microscópios eletrônicos de varredura .

Na década de 1960, a descrição quantitativa da textura usando a chamada função de distribuição de densidade de orientação (ODF) foi desenvolvida.

Medição

A orientação de um cristal pode ser determinada com base na difração de uma onda incidente nos planos de rede . De acordo com a equação de Bragg , um ângulo pode ser atribuído à radiação monocromática incidente e ao parâmetro da grade do plano da grade. Um texturgoniômetro para difração de raios-X registra os picos dos planos de rede correspondentes no espectro 2θ e, adicionalmente, gira a amostra por dois ângulos adicionais φ e ω. Com a ajuda de ferramentas de software, a taxa de contagem dos espectros é normalizada, convertida em ângulos de Euler e a função de distribuição de densidade de orientação (ODF) calculada. As figuras dos pólos desses ODFs para os respectivos planos de rede equivalentes no sistema de cristal hexagonal são mostradas na imagem . Uma intensidade de 1 na figura polar corresponde a uma distribuição sem orientação preferencial. A intensidade da textura é medida em múltiplos desta distribuição "aleatória".

As medições de textura por elétron ( EBSD ) ou radiação de nêutrons são mais precisas, mas também mais complexas e representam um menor volume do material.

Links da web

• "Curso intensivo" em texturas
• Difratômetro de textura no reator de pesquisa do centro de pesquisa GKSS Geesthacht ( Memento de 11 de fevereiro de 2013 no arquivo do arquivo da web. Hoje )
• http://crystaltexture.com/

literatura

• H.-J. Bunge: Métodos Matemáticos de Análise de Textura. Akademie-Verlag, 1969.

Evidência individual

1. ↑ Liss KD, Bartels A, Schreyer A, Clemens H: Raios-X de alta energia: Uma ferramenta para investigações em massa avançadas em ciência e física de materiais . In: Textures Microstruct. . 35, No. 3/4, 2003, pp. 219-52. doi : 10.1080 / 07303300310001634952 .
2. ↑ Gottstein, Günter: Fundamentos físicos da ciência dos materiais e da tecnologia dos materiais . 4ª ed. 2014. Springer, Berlin, Heidelberg, ISBN 978-3-642-36603-1 , pp. 60-69 . 
3. ^ Wenk, Hans-Rudolf, Tomé, CN (Carlos Norberto): Textura e anisotropia: orientações preferidas em policristais e seu efeito nas propriedades dos materiais . Cambridge University Press, Cambridge 2000, ISBN 0-521-79420-X .