Введение
Способ визуального представления ориентации объектов в трехмерном пространстве.
Фигура полюсов – это графическое представление ориентации объектов в пространстве. Например, фигуры полюсов в виде стереографических проекций используются для представления распределения ориентации кристаллографических плоскостей решетки в кристаллографии и анализе текстуры в материаловедении.
A pole figure is a graphical representation of the orientation of objects in space. For example, pole figures in the form of stereographic projections are used to represent the orientation distribution of crystallographic lattice planes in crystallography and texture analysis in materials science.
Плоскости кристалла
Структура кристалла часто представляется полярной фигурой его кристаллографических плоскостей. В качестве экватора выбирается плоскость, обычно (001) или (011); её полюс находится в центре фигуры. Затем на фигуру наносятся полюса остальных плоскостей с указанием индексов Миллера для каждого полюса. Полюса, принадлежащие одной зоне, иногда соединяют соответствующим сечением.
Текстура
"Текстура" в контексте материаловедения означает "кристаллографическую предпочтительную ориентацию". Если поликристаллический материал (то есть материал, состоящий из множества различных кристаллов или зерен, как большинство металлов, керамики или минералов) обладает "текстурой", это означает, что кристаллические оси не распределены случайным образом (или, точнее, равномерно). Для построения стереографической проекции (фигуры полюсов) выбирается определенное кристаллографическое направление (например, нормаль к плоскости (100)), а затем для каждого кристалла относительно набора направлений в материале наносится на график это направление, называемое полюсом. Например, в прокатном металле направлениями в материале являются направление проката, поперечное направление и нормаль к плоскости проката. Если в рассмотрении участвует большое количество кристаллов, обычно строится график уровней, а не график отдельных полюсов. Полное определение текстуры требует построения двух стереографических проекций, соответствующих плоскостям, которые не параллельны друг другу и имеют разные углы дифракции (следовательно, разные межплоскостные расстояния).
Дифракционная модель
Рассмотрим дифракционную картину, полученную на единичном кристалле, на плоскости, перпендикулярной направлению пучка, например, рентгеновская дифракция методом Лауэ или дифракция электронов в просвечивающем электронном микроскопе. Дифракционная картина представляет собой набор пятен. Положение этих пятен определяется законом Брэгга, что позволяет определить ориентацию кристаллографической плоскости. Если известны параметры оптической системы (особенно расстояние между кристаллом и детектором – например, фотографической пленкой), можно построить стереографическую проекцию на основе дифракционной картины, то есть преобразовать дифракционную картину в полярную диаграмму (или фигуру полюсов).