物理冶金學(xué)第四章習(xí)題及答案-免費(fèi)閱讀
【正文】 45. 說明與派—納力之間存在著顯著差異的物理本質(zhì)。（4）當(dāng)刃型位錯A——B與刃型位錯C——D的方向相反時，試按（2）的要求進(jìn)行解答。題37附圖 （b）如果滑移是由單位純?nèi)行臀诲e引起的，試指出位錯線的方向。（3）34. 若面心立方晶體中有的單位位錯及的不全位錯，此二位錯相遇產(chǎn)生位錯反應(yīng)。（2）當(dāng)兩領(lǐng)先位錯在各自的滑移面上運(yùn)動相遇時，發(fā)生了新的位錯反應(yīng)。解：（1） 晶體學(xué)條件能量條件根據(jù)上面兩個條件，可判斷上面反應(yīng)可以進(jìn)行。解：面擴(kuò)展位錯面擴(kuò)展位錯當(dāng)兩位錯在交線相遇時，可以證明有下面的位錯反應(yīng)因?yàn)槟芰渴墙档偷挠捎诓辉诨泼嫔希炔辉诿嫔嫌植辉诿嫔希?，因此最后形成Lomer—Cottrel位錯。因此可以認(rèn)為不全位錯是堆垛層錯的邊緣。28. 為什么說面角位錯（Lomer－Cottrel位錯）是穩(wěn)定性最大的固定位錯？解：固定位錯是指不能滑移的位錯。上述過程是兩段位錯間的距離x不是很大的情況下發(fā)生的，如果x很大，兩個位錯單獨(dú)作為位錯環(huán)開動，它們各自放出一個位錯環(huán)，然后兩個位錯再合并成一個大位錯環(huán)。這個過程不斷重復(fù)增殖位錯。它們處在同一根直線上，距離為x，它們作F－R源開動。21. 簡單立方晶體(100)面有一個的螺型位錯。18. 在面心立方晶體中把兩個平行且同號的單位螺型位錯以相距100nm推近到3nm時需要做多少功？（已知晶體點(diǎn)陣常數(shù)a＝，切變模量G＝71010Pa）解：兩個平行的螺型位錯（b1，b2）間的作用力由題意知所以假設(shè)一個位錯固定，將另一個位錯從相距100nm處推倒相距3nm時，此時外力做的功為W，即19. 為什么兩條運(yùn)動的柏氏矢量相互垂直的螺型位錯交割后產(chǎn)生的割階會阻礙螺型位錯的滑移運(yùn)動？解：根據(jù)螺型位錯的柏氏矢量與位錯線相互平行，以及螺型位錯的位錯線周圍的原子面呈螺旋形的特點(diǎn)知道，當(dāng)兩條位錯線相互垂直，也就是柏氏矢量相互垂直的螺型位錯相遇并交割后，會在各自的位錯線上產(chǎn)生一個刃型割階，但是刃型割階的滑移面與螺型位錯的滑移面不平行，割階的滑移方向與螺型位錯的滑移方向垂直。若2位錯是反號的,則2個位錯間的距離小于上面計算的x時,.在攀移方向的作用力為0,所以不論2個位錯的間距如何,都不會發(fā)生攀移。15. 當(dāng)位錯的柏氏矢量平行軸，請證明不論位錯線是什么方向，外應(yīng)力場的分量都不會對位錯產(chǎn)生作用力。位錯滑移使晶體滑移阻力急劇減小，所計算得屈服強(qiáng)度比理論屈服強(qiáng)度低3～4個數(shù)量級，接近于實(shí)驗(yàn)值。11. 晶體滑移面上存在一個位錯環(huán)，外力場在其柏氏矢量方向的切應(yīng)力為（G為剪切彈性模量），柏氏矢量，此位錯環(huán)在晶體中能擴(kuò)張的半徑為多大？解：單位長度位錯受力為：曲率半徑為R的位錯因線張力而施加于單位長度位錯線的力，當(dāng)此力和外加應(yīng)力場對位錯的力相等所對應(yīng)的R就是此位錯環(huán)在晶體中能擴(kuò)張的半徑，所以 即12. 拉伸單晶體銅，拉力軸方向?yàn)閇001]，σ＝106Pa。（2）OS上的各位錯段都可在該滑移面內(nèi)滑移，O’S’上的1～3～4段位錯不能運(yùn)動，而其余各段都可以在該滑移面內(nèi)滑移。根據(jù)右手定則，BC位錯受力向下，DA位錯受力向上，而AB和CD兩螺型位錯不受力。8. 已知位錯環(huán)ABCDA的柏氏矢量為，外應(yīng)力為和，如圖所示，問：（1）位錯環(huán)各邊分別是什么位錯？（2）如何局部滑移才能得到這個位錯環(huán)？（3）在足夠大的切應(yīng)力的作用下，位錯環(huán)將如何運(yùn)動？晶體將如何變形？（4）在足夠大的拉應(yīng)力的作用下，位錯環(huán)將如何運(yùn)動？它將變成什么形狀？晶體將如何變形？解：（1）AB是右螺型位錯，CD是左螺型位錯；根據(jù)右手法則，BC是正刃型位錯，DA是負(fù)刃型位錯。解：產(chǎn)生1cm長的直刃型位錯所需要的能量W1等于1cm長的直刃型位錯的應(yīng)變能。繞位錯C作一柏氏回路L1，得柏氏矢量b。第四章 習(xí) 題1. 解釋下列基本概念及術(shù)語刃型位錯 螺型位錯 柏氏矢量 混合位錯 割階與扭折 位錯密度 位錯的應(yīng)力場 位錯的彈性應(yīng)變能 線張力 位錯的滑移 位錯的攀移 位錯塞積 柯氏氣團(tuán) 完全位錯 不全位錯 堆垛層錯 層錯能 擴(kuò)展位錯 位錯反應(yīng) 肖克萊不全位錯 洛瑪－柯垂耳位錯 束集 弗蘭克不全位錯2. 簡述柏氏矢量的特性解：（1）柏氏矢量與所作的柏氏回路的起點(diǎn)選擇、具體途徑無關(guān)。現(xiàn)把回路移動到L2 位置，按柏氏回路性質(zhì)，柏氏回路在完整晶體中移動，它所得的柏氏矢量不會改變，仍為b。設(shè)占一半能量的區(qū)域半徑r為10xcm，則由，可解得x＝，即r＝＝。（2）設(shè)想在完整晶體中有一個貫穿晶體的上、下表面的正四棱柱，它和滑移面MNPQ交于ABCDA。如果拉應(yīng)力足夠大，而且溫度足夠高，則BC位錯向下負(fù)攀移，DA位錯向上負(fù)攀移。10. 某面心立方晶體的可動滑移系為。求在（111）上有一個的螺型位錯線上所受的力（已知銅的點(diǎn)陣常數(shù)a＝）。14. 如圖所示，某晶體的滑移面上有一個柏氏矢量為的位錯環(huán)，并受到一個均勻的切應(yīng)力。解 在外加應(yīng)力場下單位長度位錯線受的滑移方向力和垂直滑移面的力分別為和，其中是外應(yīng)力場在位錯滑移面滑移方向的分切應(yīng)力，是外應(yīng)力場在垂直滑移面和柏氏矢量的面上的正應(yīng)力。17. 在相距為h的滑移面上，有柏氏矢量為的兩個相互平行的正刃型位錯A、B，如圖所示
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