【正文】 錯(cuò)的位錯(cuò)線呈曲線狀，與滑移方向既不垂直也不平行，而是呈任意角度。因此，混合位錯(cuò)可以看成是由刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)混合而成。 位錯(cuò) 23 刃型位錯(cuò)的特點(diǎn)： ? 刃型位錯(cuò)線可理解為晶體中已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界線。它不一定是直線，也可以是折線或曲線，但它必與滑移方向相垂直，也垂直于滑移矢量。 ? 滑移面必定是同時(shí)包含有位錯(cuò)線和滑移矢量的平面，由于在刃型位錯(cuò)中，位錯(cuò)線與滑移矢量互相垂直，因此，由它們所構(gòu)成的滑移面只有一個(gè)。 ? 晶體中存在刃型位錯(cuò)之后，位錯(cuò)周圍的點(diǎn)陣發(fā)生彈性畸變，既有切應(yīng)變，又有正應(yīng)變。 ? 在位錯(cuò)線周圍的過渡區(qū)（畸變區(qū)）每個(gè)原子具有較大的平均能量。但該區(qū)只有幾個(gè)原子間距寬，畸變區(qū)是狹長(zhǎng)的管道，所以刃型位錯(cuò)是線缺陷。 位錯(cuò) 24 螺型位錯(cuò)的特點(diǎn)： ① 螺型位錯(cuò)無(wú)額外半原子面，原子錯(cuò)排呈軸對(duì)稱。螺型位錯(cuò)線與滑移矢量平行，因此一定是直線，而且位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向互相垂直。 ② 純螺型位錯(cuò)的滑移面不是唯一的。凡是包含螺型位錯(cuò)線的平面都可以作為它的滑移面。但實(shí)際上，滑移通常是在那些原子密排面上進(jìn)行。 ③ 螺型位錯(cuò)線周圍的點(diǎn)陣只有平行于位錯(cuò)線的切應(yīng)變而無(wú)正應(yīng)變，即不會(huì)引起體積膨脹和收縮，在垂直于位錯(cuò)線的方向看不出有缺陷。 ④ 螺型位錯(cuò)周圍的點(diǎn)陣畸變隨離位錯(cuò)線距離的增加而急劇減少，故它也是包含幾個(gè)原子寬度的線缺陷。 位錯(cuò) 25 伯氏矢量 Burgers vector 1. 伯氏矢量的確定： a. 在位錯(cuò)周圍 (避開嚴(yán)重畸變區(qū) )沿著點(diǎn)陣結(jié)點(diǎn)形成封閉回路； b. 在理想晶體中按同樣順序作同樣大小的回路； c. 在理想晶體中從終點(diǎn)到起點(diǎn)的矢量即為伯氏矢量。 圖 38 柏氏回路與柏氏矢量的確定 位錯(cuò) 26 伯氏矢量 2. 基本類型位錯(cuò)的矢量圖解 l?positive negative b? b?l?righthanded lefthanded b?b?Edge dislocations Screw dislocations 位錯(cuò) 27 3. 伯氏矢量的特性 ① 柏氏矢量是一個(gè)反映位錯(cuò)周圍點(diǎn)陣畸變總累積的物理量。該矢量的方向表示位錯(cuò)的性質(zhì)與位錯(cuò)的取向，即位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致晶體滑移的方向；該矢量的模 |b|表示了畸變的程度，即位錯(cuò)強(qiáng)度。 ② 柏氏矢量的守恒性：柏氏矢量與回路起點(diǎn)及其具體途徑無(wú)關(guān)。一根不分岔的位錯(cuò)線，不論其形狀如何變化（直線、曲折線或閉合的環(huán)狀），也不管位錯(cuò)線上各處的位錯(cuò)類型是否相同，其各部位的柏氏矢量都相同；而且當(dāng)位錯(cuò)在晶體中運(yùn)動(dòng)或者改變方向時(shí)，其柏氏矢量不變，即一根位錯(cuò)線具有唯一的柏氏矢量。 ③ 一個(gè)柏氏矢量為 b的位錯(cuò)分解為柏氏矢量分別為 b1，b2… .bn的 n個(gè)位錯(cuò)，則分解后各位錯(cuò)柏氏矢量之和等于原位錯(cuò)的柏氏矢量，即 b= b1＋ b2＋ b3+…… 位錯(cuò) 28 4. 位錯(cuò)的性質(zhì) ① 由于位錯(cuò)線是已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界線，因此，位錯(cuò)具有一個(gè)重要的性質(zhì)，即一根位錯(cuò)線不能終止于晶體內(nèi)部，而只能露頭于晶體表面（包括晶界）。若它終止于晶體內(nèi)部，則必與其他位錯(cuò)線相連接，或在晶體內(nèi)部形成封閉線。形成封閉線的位錯(cuò)稱為位錯(cuò)環(huán)。 ② 位錯(cuò)反應(yīng)： b= b1＋ b2 b1 b3 b2 位錯(cuò) 29 5. 伯氏矢量的表示方法：用點(diǎn)陣矢量來(lái)表示 ，也用與伯氏矢量同向的晶向指數(shù)來(lái)表示。 ? 表示 : b=a [uvw] /n （可以用矢量加法進(jìn)行運(yùn)算）。 ? 求模： /b/=a [u2+v2+w2]1/2 /n 。 位錯(cuò) 30 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) ? 位錯(cuò)的易動(dòng)性：原子的微小移動(dòng)導(dǎo)致晶體產(chǎn)生一個(gè)原子間距的位移。多個(gè)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致晶體的宏觀變形。 ? 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)方式有兩種最基本形式，即滑移和攀移。 位錯(cuò) 31 1. 位錯(cuò)滑移 ① 位錯(cuò)的滑移是在外加切應(yīng)力的作用下，通過位錯(cuò)中心附近的原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不斷地作少量的位移（小于一個(gè)原子間距）而逐步實(shí)現(xiàn)的。 ② 刃型位錯(cuò)滑移：運(yùn)動(dòng)方向始終與位錯(cuò)線垂直而與柏氏矢量平行。刃型位錯(cuò)的滑移面就是由位錯(cuò)線與柏氏矢量所構(gòu)成的平面，因此刃型位錯(cuò)的滑移限于單一的滑移面上。 ③ 螺型位錯(cuò)滑移：螺型位錯(cuò)的移動(dòng)方向與位錯(cuò)線垂直，也與柏氏矢量垂直。 位錯(cuò) 32 位錯(cuò) 33 ④ 刃型位錯(cuò)與螺型位錯(cuò)滑移比較： ? 不同點(diǎn)：螺型位錯(cuò)可以有多個(gè)滑移面，切應(yīng)力方向與位錯(cuò)線平行；晶體滑移方向與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向垂直。 ? 共同點(diǎn)：晶體兩部分的相對(duì)移動(dòng)量決定于柏氏矢量的大小和方向，與位錯(cuò)線的移動(dòng)方向無(wú)關(guān)。切應(yīng)力方向與柏氏矢量一致 ； 晶體滑移與柏氏矢量一致 。 位錯(cuò) 34 ⑤ 位錯(cuò)環(huán)的滑移： 位錯(cuò) 35 ⑤ 位錯(cuò)環(huán)的滑移：在一個(gè)滑移面上存在一位錯(cuò)環(huán)，如圖所示。前后為刃位錯(cuò)，在切應(yīng)力 τ的作用下， ?前后部為刃位錯(cuò)，后部的半原子面在上方向后移動(dòng)，前部的半原子面在下方，向前運(yùn)動(dòng)。 ?左右為螺位錯(cuò)，但螺旋方向相反，左邊向左，右邊向右運(yùn)動(dòng)； ?其他為混合位錯(cuò)，均向外運(yùn)動(dòng)。 ?運(yùn)動(dòng)結(jié)果使上部晶體向后移動(dòng)了一個(gè)原子間距?？梢娢诲e(cuò)的運(yùn)動(dòng)都將使掃過的區(qū)間兩邊的原子層發(fā)生柏氏矢量大小的相對(duì)滑動(dòng)。 位錯(cuò) 36 2. 位錯(cuò)攀移：刃型位錯(cuò)除了可以在滑移面上滑移外，還可以在垂直于滑移面的方向上通過原子擴(kuò)散進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，即發(fā)生攀移。通常把多余半原子面向上運(yùn)動(dòng)稱為正攀移，向下運(yùn)動(dòng)稱為負(fù)攀移。 位錯(cuò) 37 3. 割階與扭折：一個(gè)運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)線，如果其中一部分曲折線段就在位錯(cuò)的滑移面上時(shí)，稱為扭折；若該曲折線段垂直于位錯(cuò)的滑移面時(shí)，稱為割階。 ① 運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)交割后，每根位錯(cuò)線上都可能產(chǎn)生一扭折或割階。刃型位錯(cuò)的割階部分仍為刃型位錯(cuò)，而扭折部分則為螺型位錯(cuò)；螺型位錯(cuò)中的扭折和割階線段，由于均與柏氏矢量相垂直，屬于刃型位錯(cuò)。 ② 所有的割階都是刃型位錯(cuò)，而扭折可以是刃型也可是螺型的。扭折與原位錯(cuò)線在同一滑移面上，可隨主位錯(cuò)線一道運(yùn)動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生阻力。割階則與原位錯(cuò)線不在同一滑移面上，因此不能跟隨主位錯(cuò)線一道滑移，成為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙，稱為 割階硬化 。 位錯(cuò) 38 位錯(cuò)的彈性性質(zhì) 1．位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) ? 位錯(cuò)線周圍的原子偏離了平衡位置，處于較高的能量狀態(tài)，高出的能量稱為位錯(cuò)的應(yīng)變能（位錯(cuò)能）。 ? 位錯(cuò)應(yīng)變能主要是彈性應(yīng)變能。 ? 在位錯(cuò)線的周圍存在內(nèi)應(yīng)力，例如刃型位錯(cuò)，在多余半原子面區(qū)域?yàn)閴簯?yīng)力，而缺少半原子面的區(qū)域存在著拉應(yīng)力；在螺位錯(cuò)周圍存在的是切應(yīng)力。所以位錯(cuò)周圍存在彈性應(yīng)變能?？梢娪捎谖诲e(cuò)的存在，在其周圍存在一應(yīng)力場(chǎng)。 位錯(cuò) 39 1．位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) ① 螺型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)： ? 只有切應(yīng)力分量，正應(yīng)力分量全為零。 ? 螺型位錯(cuò)所產(chǎn)生的切應(yīng)力分量只與 r有關(guān)（成反比），而與 θ ， z無(wú)關(guān)。只要 r一定， z 就為常數(shù)。因此，螺型位錯(cuò)的應(yīng)力