(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210856051.9 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 重庆大学 地址 400000 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 (72)发明人 冯宗强　杨涵　劳洲界　王子今　 符锐　黄晓旭　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 杨丽爽 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种位错界面特 征三维可视化方法 (57)摘要 本发明公开了一种位错界面特征三维可视 化方法， 通过透射电镜获得图像构建位错界面在 晶体坐标系下描述的三维图像， 并获取位错界面 的组分位错的柏氏矢量； 根据三维图像 反映的位 错界面的构型以及组分位错的柏氏矢量、 线 方向 和所在滑移面法向， 获得位错界面的转动轴方向 和位错界面的局部区域法向， 进一步在三维图像 中展示位错界面的局部区域法向， 以及根据位错 界面的局部区域法向和位错界面的转动轴方向 之间的夹角获得位错界面的倾斜和扭转组分信 息， 在三维图像中展示位错界面的组分分布特 征。 本发明基于透射电镜位错三维定量表征方 法， 能够直观呈现位错界面取向和组分信息的空 间分布特 征。 权利要求书3页 说明书9页 附图7页 CN 115272568 A 2022.11.01 CN 115272568 A 1.一种位 错界面特 征三维可视化方法， 其特 征在于， 包括： 通过透射电镜获取位错界面的图像， 并根据获得图像构建所述位错界面在晶体坐标系 下描述的三维图像； 获取所述位错界面的组分位 错的柏氏矢量； 根据所述三维图像反映的所述位错界面的构型以及所述组分位错的柏氏矢量、 线方向 和所在滑 移面法向， 获得 所述位错界面的转动轴方向和所述 位错界面的局部区域法向； 在所述三维图像中展示所述位错界面的局部区域法 向， 以及根据 所述位错界面的局部 区域法向和所述位错界面的转动轴方向之间的夹角获得所述位错界面的倾斜和扭转组分 信息， 在所述三维 图像中展示所述位错界面的组分分布特征， 位错界面的组分分布特征是 指位错界面包括的倾 斜和扭转界面相对 含量。 2.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 通过透射电镜获 取位错界面的图像， 并根据获得图像构建所述位错界面在晶体坐标系下描述的三 维图像包 括： 以预设衍射矢量g为成像矢量并保持双束或者弱束成像条件， 通过透射电镜对所述位 错界面获取多个不同角度的图像， 根据获得图像进行三维重构， 获得所述位错界面在晶体 坐标系下描述的三维图像。 3.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 获得所述位错界 面的局部区域法向包括： 根据所述位错界面的所述三维图像， 从所述位错界面的两个位错获得第 一矢量和第 二 矢量， 所述第一矢量或者所述第二矢量为所述两个位错中任一位错上一点指向另一位错上 一点形成的矢量， 根据所述第一矢量和所述第二矢量确定所述 位错界面的局部区域法向。 4.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 获得所述位错界 面的局部区域法向包括： 若由单个柏氏矢量的平行刃型位错阵列 形成所述位错界面， 在仅滑移且无长程应力条 件下形成平直界面， 则所述 位错界面的法向与位 错的柏氏矢量方向平行； 若由两个柏氏矢量的平行位错阵列形成所述位错界面， 在仅滑移且无长程应力条件 下， (p1×p2)和(b1×b2)不共线， 则n∥(p1×p2)×(b1×b2)， (p1×p2)和(b1×b2)共线， 则n ⊥ (b1×b2)， 其中， n表示所述位错界面的局部区域法向， b1、 b2分别表示所述位错界面的不同 位错的柏氏矢量， p1、 p2分别表示所述 位错界面的不同位 错所在滑 移面法向。 5.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 获得所述位错界 面的局部区域法向包括： 若由两个柏氏矢量位错形成四边形网络的所述位错界面， 若两个柏氏矢量位错来自两 个滑移面， 则n∥(b1×p2)×(b2×p1)； 若两个柏氏矢量位错位于相同滑移面， 则n∥(b1× b2)； 若两个柏氏矢量位错来自两个滑移面， 给定a时， 则n∥[(p1×a)×p2]×[(p2×a)×p1]， 其中， n表示所述位错界面的局部区域法向， b1、 b2分别表示 所述位错界面的不同位错的柏氏 矢量， p1、 p2分别表示 所述位错界面的不同位错 所在滑移面法向， a表示所述位错界面的转动 轴方向。 6.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 获得所述位错界权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115272568 A 2面的局部区域法向包括： 若所述位错界面为三个柏氏矢量位错形成的网络界面， 三个柏氏矢量位错位于三个滑 移面， 则n∥[(p1×q1)×(p2×q2)]， 其中， q1＝a×(b2×b3)， q2＝a×(b3×b1)， q3＝a×(b1× b2)， 其中， n表示所述位错界面的局部区域法向， b1、 b2、 b3分别表示所述位错界面的三个位 错的柏氏矢量， p1、 p2、 p3分别表示所述位错界面的三个位错所在滑移面法向， a表示所述位 错界面的转动轴方向。 7.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 获得所述位错界 面的转动轴方向包括： 若由单个柏氏矢量的平行刃型位错阵列 形成所述位错界面， 在仅滑移且无长程应力条 件下形成平直界面， 则所述位错界面的转动轴方向与平行位错的线方向平行； 有攀移发生 时， 所述位错界面的转动轴位于所述位错界面内， 所述位错界面的转动轴与所述位错界面 的法向垂直； 若由两个柏氏矢量的平行位错阵列 形成所述位错界面， 两个柏氏矢量位错来自两个滑 移面， 则a∥ξ∥(p1×p2)； 在仅滑移且无长程应力条件下， 若两个柏氏矢量位错来自同一滑 移面， 则a∥ξ∥(n ×p)， (n×p)表示晶界面与滑移面的交线， 其中， a表 示所述位错界面的转 动轴方向， ξ表示平行位错的线方向， p1、 p2分别表示所述位错界面的不同位错所在滑移面法 向。 8.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 获得所述位错界 面的转动轴方向包括： 若由两个柏氏矢量位错形成四边形网络的所述位错界面， 则a∥(b1×b2)； 若两个柏氏 矢量位错来 自两个滑移面， 给定n时， 则a∥[(p2×n)×p1]×[(p1×n)×p2]， 其中， a表示所 述位错界面的转动轴方向， b1、 b2分别表示所述位错界面的不同位错的柏氏矢量， p1、 p2分别 表示所述 位错界面的不同位 错所在滑 移面法向， n表示所述 位错界面的局部区域法向。 9.根据权利要求1所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 获得所述位错界 面的转动轴方向包括： 若所述位错界面为三个柏氏矢量位错形成的网络界面， 三个柏氏矢量位错位于相同滑 移面， 则a‖(b1×b2)‖(b2×b3)‖(b3×b1)； 若所述位错界面为三个柏氏矢量位错形成的网络界面， 三个柏氏矢量位错位于三个滑 移面， 则求解以下方程确定所述位错界面的转动轴方向： [(p1×q1)×(p2×q2)]·(p3×q3) ＝0， 其中， q1＝a×(b2×b3)， q2＝a×(b3×b1)， q3＝a×(b1×b2)； 其中， b1、 b2、 b3分别表示所述位错界面的三个位错的柏氏矢量， p1、 p2、 p3分别表示所述 位错界面的三个位 错所在滑 移面法向， a表示所述 位错界面的转动轴方向。 10.根据权利要求1 ‑9任一项所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 在所 述位错界面的所述 三维图像中展示所述 位错界面的局部区域法向包括： 以同一显示元素的不同量值分别描述不同的局部区域法向， 在所述位错界面的所述三 维图像中显示所述位错界面的各个局部区域法向， 以在所述位错界面的所述三维图像中显 示所述位错界面取向的空间分布。 11.根据权利要求1 ‑9任一项所述的位错界面特征三维可视化方法， 其特征在于， 在所 述位错界面的所述 三维图像中展示所述 位错界面的组分信息包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115272568 A 3