项目简介：  

固体的超微结构，如：微小区域晶体的原子结构与电子结构（包括成键电子密度分布），还有晶体缺陷，包括位错、层错、孪晶等，是固体力学性能和物理性能的主要决定因素。本项目主要采用透射电子显微学中的会聚束电子衍射（CBED）、衍衬像、高分辨电子显微学（HREM）等，必要时配合多晶X射线衍射或X射线貌相术等研究方法，研究晶体与准晶中的超微结构。现依次分述如下：

（一）在CBED的研究中，完善了用离焦CBED法测定晶体中位错柏格矢的方法，并进而发展了用离焦CBED法测定准晶中位错柏格矢的技术。运用CBED技术测定了颗粒增强复合材料和晶须增强复合材料中增强相界面微观应力场。用能量过滤的定量CBED方法测定了二十面体准晶的最强的一些低指数结构因子，得到了键电子密度分布图。

（二）在循环形变微观机制的研究中，提出了关于二次循环硬化和真空中循环形变的位错机制的新观点。在准晶高温塑性形变微观机制的研究中，率先提出了位错与相位子层错机制。

（三）在关于准晶物理性质和弹性的研究中，运用群论和热力学推导了各类准晶物理性能张量的具体形式，发展了准晶的线弹性理论和准晶位错的弹性理论，并推导出准晶中某些特殊位错的弹性场的解析表达式。

（四）在奇异过渡金属氧化物La_{1/3}Ca_{2/3}MnO_3的电荷有序和畴结构的研究中，否定了美国贝尔实验室研究组的关于电荷有序相的双条带模型，证实了Wigner晶体模型，率先指出了其中存在两类畴结构。

（五）在软模相变临界现象的研究中，揭示了两个长度尺度现象的物理本质，所提出的模型与实验观察完全一致。

本项目共在SCI源刊物上发表了123篇论文，包括2篇Phys Rev Lett，1篇Rep Prog Phys，已被SCI他引865篇次。著有《准晶物理学》专著。国际会议作特邀报告10多人次，4次为国际会议顾问。

主要发现点：

（1）解决了测定g•b的符号问题。离焦CBED已成为测定晶体中位错柏格矢的常规方法。将离焦CBED测定晶体中位错柏格矢的方法推广到准晶，解决了多年来只能实验获得准晶中位错柏格矢的一部分信息的难题。（晶体物理学和材料的组织、结构、缺陷与性能科学；代表性论文1、12、13）

（2）在循环形变微观机制的研究中，提出了关于二次循环硬化和真空中循环形变的位错机制的新观点。在准晶高温塑性形变微观机制的研究中，率先提出并实验验证了位错与相位子层错机制。首次观察到准晶中小位错圈。发展了准晶的线弹性理论和准晶位错的弹性理论。（晶体物理学和材料的组织、结构、缺陷与性能科学；代表性论文2、3、4、5、14、15、16）

（3）在钙钛矿La_{1/3}Ca_{2/3}MnO_3的电荷有序和畴结构的研究中，否定了美国贝尔实验室研究组的关于电荷有序相的双条带模型，证实了Wigner晶体模型，率先指出了其中存在两类畴结构。在软模相变临界现象的研究中，揭示了两个长度尺度现象的物理本质，所提出的模型与实验观察完全一致。（晶体物理学；代表性论文6、7、17）

（4）建立了测定复合材料中强化相附近微观应变场的CBED法。首次将定量CBED技术应用于优化二十面体准晶结构参数和测定二十面体准晶的键电子密度分布。（材料的组织、结构、缺陷与性能科学；代表性论文8、9）

（5）对马氏体稳定化机制有了新认识：马氏体借助存在于其中的空位的帮助，在一定的温度之下经过一定的时间，通过扩散而调整其结构，改变了点阵常数，导致改变了原先的取向关系和惯习面，难以沿着原路径转变成母相。用电子背散射衍射技术在扫描电镜中测定块状试样表面的马氏体变体之间以及它们与母相之间的取向关系。计算了理论上超硬材料C_3N_4的XRD花样。（材料的组织、结构、缺陷与性能科学；代表性论文10、11）

主要完成人：

1.  王仁卉

本人对本项目《主要发现点》栏中所有发现点（1、2、3、4、5）做出了贡献，在该项研究中的工作量占本人工作量的80%以上。

2.  邹化民

本人对本项目《主要发现点》栏中所列第4发现点做出了贡献，在该项研究中的工作量占本人工作量的60%左右。

3.  桂嘉年

本人对本项目《主要发现点》栏中所列第3、5发现点做出了贡献，在该项研究中的工作量占本人工作量的60%左右。

4.  王建波

本人对本项目《主要发现点》栏中所列第4、5发现点做出了贡献，在该项研究中的工作量占本人工作量的40%左右。

5.  戴明星

本人对本项目《主要发现点》栏中所列第1发现点做出了贡献，在该项研究中的工作量占本人工作量的40%左右。

10篇代表性论文：

1.   Burgers vector of dislocations in an icosahedral Al62Cu25.5Fe12.5 quasicrystal determined by means of convergent-beam electron diffraction / Phys.Rev. B 47 (1993) 15326-15329 (Rapid Communications)

2.   Transmission-electron-microscopy studies of small dislocation loops in Al76Si4Mn20 icosahedral phase / Phys Rev Lett 66 (1991) 2124 - 2127

3.   Secondary Cyclic Hardening in Fatigued Copper Mono?crystals and Polycrystals / Materials Science and Engineering 63 (1984) 147?163

4.   Generalized elasticity theory of quasicrystals / Phys. Rev. B 48 (1993) 7003-7010

5.   Symmetry groups, physical property tensors, elasticity and dislocations in quasicrystals / Rep. Prog. Phys. 63 (2000) 1-39

6.   Structural defects and the origin of the second length scale in SrTiO3 / Phys. Rev. Lett. 80 (1998) 2370-2373

7.   Distinguishing between the bi-stripe and Wigner-crystal model: A crystallographic study of charge-ordered La0.33Ca0.67MnO3 / Phys. Rev. B 61 (2000) 11946-11955

8.   Determination of interfacial residual stress field in an Al-Al2O3 composite using convergent-beam electron diffraction technique / Ultramicroscopy 72 (1998) 1-15

9.   Structure refinement of the icosahedral AlPdMn quasicrystal using quantitative convergent beam electron diffraction and symmetry-adapted parameters / J. Phys.: Condens. Matter15 (2003) 4947-4960

10.  Diffraction pattern calculation and phase identification of hypothetical crystalline C3N4 / Physical Review B 58 (1998) 11890-11895