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本论文工作应用透射电子显微镜系统地研究了Ti-7.26wt％Cr合金中β(bcc)/α(hcp)相变的晶体学现象，包括位向关系、三维形貌和位错结构。综合应用光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜研究了α相析出时发生的表面浮突现象。还运用O点阵理论并结合该理论开拓了近重合位置(NCS)模型，建立了三维界面位错结构模型，合理地解释了观察结果。
本工作精确测量了位向关系相对于理想的Burgers位向关系的偏离，以及各个界面的取向和位错方向。惯习面垂直于一系列的△g矢量，含有一套平行排列的位错，间距约为11nm，其Burgers矢量为[1-11]β/2([2-1-13]α/6)，用这个Burgers矢量可以更好地解释塑性变形时体内和界面位错之间的位错反应现象。侧面含有两套平行排列的位错，方向与惯习面位错方向相同。一套间距约为9.4nm，其Burgers矢量为[100]β([2-1-10]/3)。另一套间距约为1.8nm，Burgers矢量为[111]β/2([11-20]α/3)。端面上位错网不是由惯习面和侧面上的位错简单环绕相交形成，而是会产生新的位错。惯习面的位错与侧面上大间距位错和小间距位错在端面上发生位错反应形成位错的Burgers矢量分别为[11-1]β/2([2-1-1-3]α/6)和[010]β([01-1-1]α/2)。在实验结果的基础上，构造了α相的三维形貌和位错结构模型。
本工作运用O线模型定量解释了位向关系和惯析面位错结构。结合O线模型，发展了NCS模型，用水纹图对NCS团簇的分布进行了定量分析，建立了可能的侧面位错结构模型。本工作还建立了无理界面原子尺度的台阶-弯折结构模型，并构造了惯习面和侧面的台阶-弯折结构。本工作发展和应用的模型和方法具有普适性，可以用于其他相变系统的晶体学分析。
α相析出时在样品表面会形成单倾或双倾型的表面浮突。本工作应用背散射电子衍射技术测得产生浮突的位移在不变线方向附近。在相变晶体学研究结果的基础上应用相变位移场分解模型对表面浮突的产生进行了分析。模型对单倾型浮突有较合理的解释，但是现有模型仍不能对双倾型浮突进行圆满的解释。