反相畴界

晶格中的一种畴界面

反相畴界（antiphase boundary，antiphase domain boundary）是指晶格中的一种畴界面，一般缩写为APB。

简介

反相畴界（antiphaseboundary，antiphasedomainboundary）是指晶格中的一种畴界面，一般缩写为APB。由它所分隔的晶畴称为反相畴（antiphasedomains，四方AuCu合金之反相畴的（001）投影示意图实心圆与空心圆分别代表Au、Cu原子；实线代表APB；平移矢量R=1/2（a+b））。在相互邻接的任意两块APD之间，它们中原子分布的位相关系是相反的，畴内晶格本身所具有的平移对称性在APB上被中断而互不连续，但二相邻畴间可以通过一个确定的平移矢量（通常为晶胞基矢或它们之矢量和的1/2）之作用而使晶格彼此重复。通常每一块APD都被APB所包围，在截面上呈封闭的曲线，但APB也可在一个刃位错处被终止。

反相畴界的测定

反相畴界发生在合金的有序化过程中，所以人们测量和计算的反相畴能时远比测量和计算金属层错能要难得多。人们曾采用多种方法测量和计算合金的反相畴界能：如林扬等采用实验用场离子显微镜（FIM）和原子探针（AP）研究了Ni3Fe的有序化和反相畴界。结果表明Ni3Fe的有序转变虽属均匀有序转变，但转变过程并不是真的“均匀”，FIM照片和AP台阶图都证实了{200}晶面上保守反相畴界NiNi型和FeNi型非保守反相畴界的存在，论文用Morse势估算了{200}晶面上的APB能量，计算表明，平行非保守APB对的能量低于保守APB的能量。Karnthaler等人通过比较弱束透射电镜照片结合各向异性弹性理论为基础的计算机模拟确定Ni3Al的{111}、{001}面反相畴界能及堆垛层错能分别为175±15、104±15和6±0.5mJ/m2。Subramanian等人“则通过观察选择区域衍射图中反相畴界两侧同源反射光的夹角，通过扫描电镜测量位错对之间的距离而后利用Frank's规则计算出位错对的Burgers矢量。最终利用Marcinkowski等人提出的反相畴界能与夹角及矢量之间的关系计算出反相畴界能。Kruml等人通过测量合金变形时的微结构测定Ni3Al的{111}面的反相畴界能，孙坚用TEM弱视技术测量Ni74.5Pd2Al23.5合金{111}和{001}面的APBE分别为（144±20mJ/m2）时和（102±11mJ/m2）。在理论方面则发展得更快，1959年最先由Brown应用Bragg-Williams理论计算合金的反相畴界能，Wu等人应用CVM方法计算了Ni3Al的反相畴界能；后来Finel和他的同事们则结合CVM和MonteCarlo方法计算反相畴界能。

合金元素对反相畴界能影响

由于原子的有序排列，在有序结构中可以产生一种特殊的面缺陷:反相畴界。以Ni3Al（010）面为例，用电子显微学的方法，通过测量作为反相畴边界的超位错的分解宽度，可以从实验上测定反相畴界的能量。

（1）随着铝含量的增加，Ni3Al（010）面的反相畴界能（Antiphaseboundaryenergy，APBE）显著升高。

（2）在富镍条件下，优先占据Ni3Al镍亚点阵位置的合金元素Ru、Pd和Pt取代Ni位置时，Ni3Al（010）面的反相畴界能降低；而优先占据Ni3Al铝亚点阵位置的合金元素Ti、Mo、Ta、W和Re取代Al位置时，Ni3Al（010）面的反相畴界能增大。

（3）合金元素对金属间化合物Ni3Al的APBE大小影响既与该合金元素在化合物中亚点阵的优先占位相关，同时与该合金元素与化合物中Ni与Al原子的键合强度存在关联。

DO_22相间反相畴界成分演化

在DO22相间反相畴界处，镍和铝偏聚，钒贫化。由于溶质拖曳效应，合金元素在反相畴界处的偏聚和贫化倾向不随时间变化，但程度改变。不同反相畴界的界面原子排列方式存在差别，这使得合金元素在界面处占位几率所受到的影响不同，从而导致合金元素在不同界面处的偏聚和贫化程度不同。弹性应变能使得沉淀后期反相畴界的种类减少，但不改变合金元素在各个反相畴界处偏聚和贫化程度的相对大小。DO22相沿[001]方向形成的两种反相畴界中，反相畴界（002）//（002）·½[100]处，镍的偏聚程度较大，铝的偏聚程度较小，钒的贫化程度较小。DO22相沿[001]和[100]方向形成的两种反相畴界中，反相畴界（002）//（100）·½[100]处，镍的偏聚程度较大，铝的偏聚程度较小，钒的贫化程度较小。DO22相沿[100]方向形成的三种反相畴界中，在反相畴界{100}·½[100]处，镍和铝的偏聚程度最大，钒的贫化程度最大，而在反相畴界{201}·½[001]处，镍和铝的偏聚程度最小，钒的贫化程度最小。

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