SiC晶须界面结构的分析

  虽然大多数SiC晶须与基体合金具有光滑的界面结构,但有少数SiC晶须发生了表面形貌变化。可见SiC晶须表面出现了锯齿或台阶状结构,且相邻的台阶表面构成70.5b或109.5b夹角。通过对SiC晶须的高分辨图像及电子衍射花样分析发现,台阶表面平行于SiC晶须的{111}晶面。由于采用的B-SiC晶须具有面心立方晶体结构,因此可利用立方晶体结构的晶面夹角公式计算出B-SiC晶须{111}晶面夹角为70.52b或109.5b,与前面观察到的SiC晶须表面台阶间的夹角正好相符。由此可见,SiCw/MgLi11Al1复合材料的SiC晶须表面相邻台阶间的夹角正是B-SiC晶须{111}晶面间的夹角。B-SiC晶须以{111}晶面与基体合金相结合的原因是由于B-SiC晶须具有面心立方晶体结构,{111}面为其原子密排面,具有低的表面能,以{111}晶面与基体合金结合可使系统的能量低。
  在SiCw/MgLi11Al1复合材料的制备过程中,SiC晶须在高温基体合金的作用下,为了降低与基体合金间的界面能,与{111}晶面成一定角度的其它晶面因表面能较高而发生溶解,而以{111}晶面与基体合金相结合,因此在SiC晶须表面出现了70.5b或109.5b台阶。然而,实验还发现SiCw/MgLi11Al1复合材料界面的台阶状结构往往出现在SiC晶须的层错面上。这可能是由于SiC晶须的层错具有较高的能量,而锂有很高的扩散性,可沿层错面扩散到SiC晶须中,降低系统的能量,从而使具有层错的SiC晶须表面出现台阶状结构的几率增加,而完整的SiC晶须表面出现台阶状结构的几率较小,具有光滑的界面结构。
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