項目簡介：  

固體的超微結構，如：微小區域晶體的原子結構與電子結構（包括成鍵電子密度分布），還有晶體缺陷，包括位錯、層錯、孿晶等，是固體力學性能和物理性能的主要決定因素。本項目主要采用透射電子顯微學中的會聚束電子衍射（CBED）、衍襯像、高分辨電子顯微學（HREM）等，必要時配合多晶X射線衍射或X射線貌相術等研究方法，研究晶體與準晶中的超微結構。現依次分述如下：

（一）在CBED的研究中，完善了用離焦CBED法測定晶體中位錯柏格矢的方法，并進而發展了用離焦CBED法測定準晶中位錯柏格矢的技術。運用CBED技術測定了顆粒增強復合材料和晶須增強復合材料中增強相界面微觀應力場。用能量過濾的定量CBED方法測定了二十面體準晶的最強的一些低指數結構因子，得到了鍵電子密度分布圖。

（二）在循環形變微觀機制的研究中，提出了關于二次循環硬化和真空中循環形變的位錯機制的新觀點。在準晶高溫塑性形變微觀機制的研究中，率先提出了位錯與相位子層錯機制。

（三）在關于準晶物理性質和彈性的研究中，運用群論和熱力學推導了各類準晶物理性能張量的具體形式，發展了準晶的線彈性理論和準晶位錯的彈性理論，并推導出準晶中某些特殊位錯的彈性場的解析表達式。

（四）在奇異過渡金屬氧化物La_{1/3}Ca_{2/3}MnO_3的電荷有序和疇結構的研究中，否定了美國貝爾實驗室研究組的關于電荷有序相的雙條帶模型，證實了Wigner晶體模型，率先指出了其中存在兩類疇結構。

（五）在軟模相變臨界現象的研究中，揭示了兩個長度尺度現象的物理本質，所提出的模型與實驗觀察完全一致。

本項目共在SCI源刊物上發表了123篇論文，包括2篇Phys Rev Lett，1篇Rep Prog Phys，已被SCI他引865篇次。著有《準晶物理學》專著。國際會議作特邀報告10多人次，4次為國際會議顧問。

主要發現點：

（1）解決了測定g•b的符號問題。離焦CBED已成為測定晶體中位錯柏格矢的常規方法。將離焦CBED測定晶體中位錯柏格矢的方法推廣到準晶，解決了多年來只能實驗獲得準晶中位錯柏格矢的一部分信息的難題。（晶體物理學和材料的組織、結構、缺陷與性能科學；代表性論文1、12、13）

（2）在循環形變微觀機制的研究中，提出了關于二次循環硬化和真空中循環形變的位錯機制的新觀點。在準晶高溫塑性形變微觀機制的研究中，率先提出并實驗驗證了位錯與相位子層錯機制。首次觀察到準晶中小位錯圈。發展了準晶的線彈性理論和準晶位錯的彈性理論。（晶體物理學和材料的組織、結構、缺陷與性能科學；代表性論文2、3、4、5、14、15、16）

（3）在鈣鈦礦La_{1/3}Ca_{2/3}MnO_3的電荷有序和疇結構的研究中，否定了美國貝爾實驗室研究組的關于電荷有序相的雙條帶模型，證實了Wigner晶體模型，率先指出了其中存在兩類疇結構。在軟模相變臨界現象的研究中，揭示了兩個長度尺度現象的物理本質，所提出的模型與實驗觀察完全一致。（晶體物理學；代表性論文6、7、17）

（4）建立了測定復合材料中強化相附近微觀應變場的CBED法。首次將定量CBED技術應用于優化二十面體準晶結構參數和測定二十面體準晶的鍵電子密度分布。（材料的組織、結構、缺陷與性能科學；代表性論文8、9）

（5）對馬氏體穩定化機制有了新認識：馬氏體借助存在于其中的空位的幫助，在一定的溫度之下經過一定的時間，通過擴散而調整其結構，改變了點陣常數，導致改變了原先的取向關系和慣習面，難以沿著原路徑轉變成母相。用電子背散射衍射技術在掃描電鏡中測定塊狀試樣表面的馬氏體變體之間以及它們與母相之間的取向關系。計算了理論上超硬材料C_3N_4的XRD花樣。（材料的組織、結構、缺陷與性能科學；代表性論文10、11）

主要完成人：

1.  王仁卉

本人對本項目《主要發現點》欄中所有發現點（1、2、3、4、5）做出了貢獻，在該項研究中的工作量占本人工作量的80%以上。

2.  鄒化民

本人對本項目《主要發現點》欄中所列第4發現點做出了貢獻，在該項研究中的工作量占本人工作量的60%左右。

3.  桂嘉年

本人對本項目《主要發現點》欄中所列第3、5發現點做出了貢獻，在該項研究中的工作量占本人工作量的60%左右。

4.  王建波

本人對本項目《主要發現點》欄中所列第4、5發現點做出了貢獻，在該項研究中的工作量占本人工作量的40%左右。

5.  戴明星

本人對本項目《主要發現點》欄中所列第1發現點做出了貢獻，在該項研究中的工作量占本人工作量的40%左右。

10篇代表性論文：

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