材料科学基础 2晶体缺陷.pptVIP

图作用在位错线上的力思考题怎样判断位错线的移动方向？拇指顺着柏氏矢量方向移动的部分晶体食指位错线的方向中指位错线运动方向4.位错线张力位错的总能量与位错线的长度成正比，因此为降低能量，位错线有缩短变直的倾向。故在位错线上存在一种使其变直的线张力Ｔ。这个线张力在数值上等于位错应变能。图位错的线张力5.位错之间的相互作用力（1）两根平行螺位错的交互作用图平行螺型位错的相互作用异号刃位错的交互作用图同号刃性位错异号刃位错的交互作用（2）两平行刃位错的交互作用实际晶体结构中，位错的柏氏矢量不能是任意的，它要符合晶体的结构条件和能量条件。晶体结构条件是指柏氏矢量必须连接一个原子平衡位置到另一平衡位置。在某一种晶体结构中，力学平衡位置很多，故柏氏矢量可取很多；但从能量条件看，由于位错能量正比于b2，柏氏矢量b越小越好。正因为b既要符合结构条件又要符合能量条件，因而实际晶体中存在的位错的柏氏矢量限于少数最短的点阵矢量。§2.2.4实际晶体中的位错3密排六方4体心立方6面心立方3简单立方数量|b|方向柏氏矢量结构类型1.实际晶体结构中的单位位错2.不全位错柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错称为“全位错”，其中柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为“单位位错”，故全位错滑移后晶体原子排列不变。把柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错称为“不全位错”，其中柏氏矢量小于点阵矢量的位错称为“部分位错”。不全位错一般表现为晶体原子堆垛层错区与无层错区的边界线，其滑移后原子排列发生变化。图fcc中全位错滑移时原子的滑动路径如果上面动画中的B层原子有一部分只滑移了第一步，这样在滑移了一次的区域和未滑移区域的边界M处就形成了一个柏氏矢量小于滑移方向上原子间距的分位错，称其为肖克莱不全位错。根据其柏氏矢量与位错线的角度关系可以是纯刃型，纯螺型或混合型的。图肖克莱不全位错图刃型肖克莱不全位错在（110）面上的投影（3）混合位错晶体中已滑移区与未滑移区的边界线（即位错线）既不平行也不垂直于滑移方向，即滑移矢量与位错线成任意角度，这种晶体缺陷称为混合型位错。混合型位错可分解为刃型位错分量和螺型位错分量。图晶体局部滑移形成混合位错图混合位错的原子组态（4）柏氏矢量的表示方法柏矢量对于柏矢量b沿晶向[uvw]的位错柏矢量的模柏矢量的模的计算就是矢量模的计算，同第一章中介绍的晶向长度计算。对于立方晶系：位错的加法按照矢量加法规则进行。4.位错密度晶体中所含位错的多少可用位错密度来表示。位错密度定义为单位体积晶体中所含位错线的总长度，其表达式为若为了简便起见，可把晶体中的位错线视为一些直线，而且是平行地从晶体的一端延伸到另一端，于是位错密度就可被视为垂直于位错线的单位截面中所穿过的位错线数目，即图晶体位错密度和强度关系示意图1.位错的滑移位错沿滑移面的移动称为滑移。图位错的滑移§2.1.1点缺陷的类型及形成（a）正刃型位错（b）负刃型位错图刃位错的滑移当一个刃型位错沿滑移面滑过整个晶体，就会在晶体表面产生宽度为一个柏氏矢量b的台阶，造成晶体的塑性变形。在滑移时，刃型位错的移动方向一定是与位错线相垂直，即与其柏氏矢量相一致。位错线沿着滑移面移动时，它所扫过的区域是已滑移区，而位错线未扫过的区域为示滑移区。图刃型位错滑移导致晶体塑性变形的过程（a）原始位置；（b）位错向左移动一个原子间距图螺型位错滑移图螺型位错滑移导致晶体塑性变形的过程在切应力作用下，螺型位错的移动方向是与其柏氏矢量相垂直。对于螺型位错，由于位错线与柏氏矢量平行，所以它不象刃型位错那样具有确定的滑移面，而可在通过位错线的任何原子平面上滑移。如果螺型位错在某一滑移面滑移后转到另一通过位错线的临近滑移面上滑移的现象称为交滑移。图螺位错的交滑移图刃型位错与螺型位错由于混合位错可以分解为刃型和螺型两部分，因此，不难理解，混合位错在切应力作用下，也是沿其各线段的法线方向滑移，并同样可使晶体产生与其柏氏矢量相等的滑移量。（a）位错环（b）位错环运动后产生的滑移图位错环的滑移2.位错的攀移刃型位错除了可以在滑移面上滑移外，还可垂直于滑移面发生攀移。当半原子面下端的原子跳离，即空位迁移到半原子面下端时，半原子面将缩短，表现为位错向上移动，这种移动叫做正攀移。反之叫做负攀移。位错攀移时伴随着物质的迁移，需要扩散才能实现。因为攀移需要原子扩散，所以较之滑移所需的能量更大。对于大多数金属，这种运动在室温下很难进行。因此，位错攀移时需要热