单轴压缩高度织构多晶靶材的 X 射线衍射模拟

越来越多的冲击压缩实验，特别是涉及激光压缩的实验，正利用原位 X 射线衍射作为探测结构和微观结构演化的工具。尽管这些实验日益复杂，但利用多晶靶材的织构特性来获取样品响应信息的研究却很少。在此，我们描述了如何生成具有任意织构函数并受一般变形梯度作用的材料的模拟 X 射线衍射图样。我们将展示经过单轴压缩（如平面冲击条件下可能发生的情况）的高度织构多晶靶材的 Debye-Scherrer X 射线衍射模拟结果。特别是，我们研究了具有纤维织构的样品，发现衍射图样的方位角依赖性包含的信息原则上可以区分多种相似的冲击变形机制。在某些情况下，我们将我们的方法与通过对经典分子动力学模拟计算的原子位置进行傅里叶变换（Fourier Transform）所得的结果进行了比较。我们展示了铁中冲击诱导的 $\alpha$-$\epsilon$ 相变、钛中的 $\alpha$-$\omega$ 相变以及最初沿 [001] 和 [011] 方向优先织构的钽中由于孪晶引起的变形的示例结果。这些模拟与当前可使用第四代光源进行的实验相关，在这些实验中，可以在短于一个声子周期的时间尺度上获得通过激光烧蚀压缩的晶体的单次 X 射线衍射图样。