Použití stereologie pro charakterizaci struktury zrna nanomateriálů

Abstract

Prostředkem pro studium vnitřní struktury materiálů bývá realizace vhodného geometrického výběru, nejčastěji rovinného řezu. Prostorové vlastnosti se potom odhadují s použitím standardních stereologických metod. V této práci je pro strukturu jemnozrnných materiálů využit model Voronojovy teselace generované vhodně zvoleným bodovým procesem. Každé buňce teselace je přiřazen orientační znak charakterizující natočení krystalické mřížky uvnitř buňky. Vytvořený počítačový model umožňuje vybenerování teselace s orientovanými buňkami podle široké škály volitelných parametrů, provedení řezu touto strukturou a vypočítání základních tvarových a rozměrových veličin za účelem dalšího statistického zpracování. Jeho další funkcí je zobrazení orientací v pölovém nebo inverzním pólovém obrazci a zjištění převládajících směrů ve struktuře. Kromě kapitol věnovaných stereologickým metodám, základmů bodových procesů a teoretickým vlastnostem teselací je proveden i stručný exkurs do vnitřní struktury krystalických materiálů. Vysvětelm je navíc základní princip jejich zkoumání s pomocí moderních elektronových mikroskopů. Barevná obrázková příloha obsahuje některé grafické výstupy simulace a také ukázky krystalových orientačních map z reálného mikrostrukturního výzkumu.

The inner structure of materials is usually studied through the realization of suitable geometric sample, which is most often a plane section. Spatial characteristics are then estimated with the use of standard stereological methods. In the presented thesis a model of Voronoj tessellation generated by an adequate point process is used for ultra-grained materials' structure. Every tessellation cell is given its orientation attribute which represents the position of crystal lattice inside. The developed computer model allows to generate a tessellation with oriented cells according to a wide range of elective parameters, to perform the section of the structure and to calculate basic shape and size quantities with the purpose of further statistical processing. Its next function is to visualize the orientations in a pole or an inverse pole gure and to nd out the prevailing directions in the structure. Besides examining stereological methods, basics of point processes and theoretical properties of tessellations, a brief introduction into inner structure of crystal materials is included as well. Furthermore, the thesis involves the explanation of basic principals of their investigation using modern electron microscopes. The colorful picture supplement involves graphical simulation-outputs as well as samples of...