9.2.4. Спиральная и кольцевая аксиальные структуры

Существует еще несколько сложных видов аксиальных текстур, которые наблюдаются в металлических проволоках. Из обычной аксиальной текстуры, у которой угол между осью волокна и осью проволоки равен 0°, возникает спиральная волокнистая текстура, если ось волокна наклонена к оси проволоки на какой-нибудь определенный угол. Наглядное изображение этой текстуры проще всего можно получить на сфере проекций, как показано на рис. 53. При переходе к спиральному волокну с углом наклона φ параллельные круги обычной текстуры тоже наклоняются на угол φ к плоскости экватора, так как остается существовать возможность любого вращения вокруг оси F. Если теперь выполнить второе существующее для каждой аксиальной текстуры требование вращения вокруг оси проволоки, то на сфере возникают два кольца, каждое шириной 2φ°. Средняя линия каждого кольца (показанная на рисунке 4 пунктиром) отстоит от оси проволоки на угол р и является параллельным кругом обычной аксиальной текстуры. Это не относится, конечно, к плоскостям решетки, лежащим перпендикулярно оси волокна; их нормали образуют параллельный круг только при вращении вокруг D, а при вращении вокруг наклонной оси волокна их положение не меняется.

Если угол наклона φ между осью волокна F и осью проволоки достигает 90°, то получается кольцевая аксиальная текстура. Чтобы сделать понятным построение такой текстуры, лучше всего взять элементарную частицу металла с гексагональной кристаллической структурой, например цинк (рис. 53). Выделяющимся кристаллическим направлением здесь является гексагональная ось, перпендикулярная оси проволоки. Таким образом, гексагональная базисная плоскость лежит параллельно оси проволоки, ее изображение на сфере проекций - точка Р - на линии экватора, как это можно понять из рис. 52., не меняет своего места при вращении вокруг F. При втором необходимом вращении вокруг оси проволоки точка Р описывает круг, совпадающий с экватором.

Рис. 53. Изображение спиральной аксиальной текстуры с углом наклона φ между осью волокна F и осью проволоки D на сфере проекций

Рис. 54. Изображение на сфере проекций кольцевой аксиальной текстуры для плоскостей, перпендикулярных или параллельных оси волокна F

Далее рассмотрим плоскости, лежащие параллельно оси волокна. Для данного примера это - плоскости призмы элементарной частицы. При вращении вокруг F точки выхода нормалей этих плоскостей (Р на рис.54.) образуют большой крут, расположенный перпендикулярно плоскости экватора. Если теперь повторить вращение вокруг D, то этот круг закроет всю поверхность сферы. Это значит, что при кольцевой текстуре все плоскости, которые, содержат ось волокна и, следовательно, принадлежат к ее зоне, оказываются полностью разориентированными, хаотическими. Согласно этому, если при определении текстуры устанавливают, что кристаллические плоскости одного или нескольких видов ориентированы беспорядочно, нельзя сделать вывод, что текстура отсутствует.

В качестве плоскостей третьего вида нужно рассмотреть такие, которые лежат наклонно, т. е. не содержат направления F и не перпендикулярны ему. В данном примере это - пирамидальные плоскости разного вида. На рис.55 нормаль с выходом в точке Р принадлежит плоскости, расположенной почти перпендикулярно оси волокна. Напротив, точка Р представляет плоскость, в значительной мере наклоненную к оси волокна.

Рис. 55. Изображение на сфере проекций кольцевой аксиальной текстуры для плоскостей, наклоненных к оси волокна F

При вращении вокруг F точки Р и Р , как показано на рис. 55, описывают перпендикулярные к плоскости экватора параллельные круги, расстояние которых от точки выхода оси волокна F зависит от наклона соответствующей плоскости. При вращении вокруг оси D эти параллельные круги превращаются в полосы, параллельные экватору, средняя линия которых совпадает с экватором. Ширина этих полос зависит от наклона соответствующих нормалей к оси волокна. При малом наклоне нормалей плоскостей к F (как, например, нормаль, соответствующая точке Р на рис. 55) пояса будут очень узкими и более или менее соответствующими изображению плоскости, перпендикулярной оси волокна (для гексагонального материала - плоскость базиса). Нормали плоскостей, сильно наклоненных к F, как нормаль, соответствующая Р на рис. 55, наоборот, дадут картину, подобную почти полностью беспорядочному распределению (см. рис. 55). Таким образом, видно, что наклонные плоскости в зависимости от их наклона при изображении на сфере проекций показывают полный переход от четкой одинаково ориентированной базисной плоскости к хаотично расположенным плоскостям призмы.

Следует еще упомянуть, что возможны сложные спиральные и кольцевые текстуры, а также их комбинации с другими волокнистыми текстурами.