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(cuò)A——B與刃型位錯(cuò)C——D的方向相反時(shí)，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(cuò)引起的，試指出位錯(cuò)線的方向。（3）34. 若面心立方晶體中有的單位位錯(cuò)及的不全位錯(cuò)，此二位錯(cuò)相遇產(chǎn)生位錯(cuò)反應(yīng)。（2）當(dāng)兩領(lǐng)先位錯(cuò)在各自的滑移面上運(yùn)動(dòng)相遇時(shí)，發(fā)生了新的位錯(cuò)反應(yīng)。解：（1） 晶體學(xué)條件能量條件根據(jù)上面兩個(gè)條件，可判斷上面反應(yīng)可以進(jìn)行。解：面擴(kuò)展位錯(cuò)面擴(kuò)展位錯(cuò)當(dāng)兩位錯(cuò)在交線相遇時(shí)，可以證明有下面的位錯(cuò)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(cuò)。因此可以認(rèn)為不全位錯(cuò)是堆垛層錯(cuò)的邊緣。28. 為什么說面角位錯(cuò)（Lomer－Cottrel位錯(cuò)）是穩(wěn)定性最大的固定位錯(cuò)？解：固定位錯(cuò)是指不能滑移的位錯(cuò)。上述過程是兩段位錯(cuò)間的距離x不是很大的情況下發(fā)生的，如果x很大，兩個(gè)位錯(cuò)單獨(dú)作為位錯(cuò)環(huán)開動(dòng)，它們各自放出一個(gè)位錯(cuò)環(huán)，然后兩個(gè)位錯(cuò)再合并成一個(gè)大位錯(cuò)環(huán)。這個(gè)過程不斷重復(fù)增殖位錯(cuò)。它們處在同一根直線上，距離為x，它們作F－R源開動(dòng)。21. 簡(jiǎn)單立方晶體(100)面有一個(gè)的螺型位錯(cuò)。18. 在面心立方晶體中把兩個(gè)平行且同號(hào)的單位螺型位錯(cuò)以相距100nm推近到3nm時(shí)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(gè)平行的螺型位錯(cuò)（b1，b2）間的作用力由題意知所以假設(shè)一個(gè)位錯(cuò)固定，將另一個(gè)位錯(cuò)從相距100nm處推倒相距3nm時(shí)，此時(shí)外力做的功為W，即19. 為什么兩條運(yùn)動(dòng)的柏氏矢量相互垂直的螺型位錯(cuò)交割后產(chǎn)生的割階會(huì)阻礙螺型位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)？解：根據(jù)螺型位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線相互平行，以及螺型位錯(cuò)的位錯(cuò)線周圍的原子面呈螺旋形的特點(diǎn)知道，當(dāng)兩條位錯(cuò)線相互垂直，也就是柏氏矢量相互垂直的螺型位錯(cuò)相遇并交割后，會(huì)在各自的位錯(cuò)線上產(chǎn)生一個(gè)刃型割階，但是刃型割階的滑移面與螺型位錯(cuò)的滑移面不平行，割階的滑移方向與螺型位錯(cuò)的滑移方向垂直。若2位錯(cuò)是反號(hào)的,則2個(gè)位錯(cuò)間的距離小于上面計(jì)算的x時(shí),.在攀移方向的作用力為0,所以不論2個(gè)位錯(cuò)的間距如何,都不會(huì)發(fā)生攀移。15. 當(dāng)位錯(cuò)的柏氏矢量平行軸，請(qǐng)證明不論位錯(cuò)線是什么方向，外應(yīng)力場(chǎng)的分量都不會(huì)對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生作用力。位錯(cuò)滑移使晶體滑移阻力急劇減小，所計(jì)算得屈服強(qiáng)度比理論屈服強(qiáng)度低3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，接近于實(shí)驗(yàn)值。11. 晶體滑移面上存在一個(gè)位錯(cuò)環(huán)，外力場(chǎng)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(cuò)環(huán)在晶體中能擴(kuò)張的半徑為多大？解：?jiǎn)挝婚L度位錯(cuò)受力為：曲率半徑為R的位錯(cuò)因線張力而施加于單位長度位錯(cuò)線的力，當(dāng)此力和外加應(yīng)力場(chǎng)對(duì)位錯(cuò)的力相等所對(duì)應(yīng)的R就是此位錯(cuò)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(cuò)段都可在該滑移面內(nèi)滑移，O’S’上的1～3～4段位錯(cuò)不能運(yùn)動(dòng)，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(cuò)受力向下，DA位錯(cuò)受力向上，而AB和CD兩螺型位錯(cuò)不受力。8. 已知位錯(cuò)環(huán)ABCDA的柏氏矢量為，外應(yīng)力為和，如圖所示，問：（1）位錯(cuò)環(huán)各邊分別是什么位錯(cuò)？（2）如何局部滑移才能得到這個(gè)位錯(cuò)環(huán)？（3）在足夠大的切應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)環(huán)將如何運(yùn)動(dòng)？晶體將如何變形？（4）在足夠大的拉應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)環(huán)將如何運(yùn)動(dòng)？它將變成什么形狀？晶體將如何變形？解：（1）AB是右螺型位錯(cuò)，CD是左螺型位錯(cuò)；根據(jù)右手法則，BC是正刃型位錯(cuò)，DA是負(fù)刃型位錯(cuò)。解：產(chǎn)生1cm長的直刃型位錯(cuò)所需要的能量W1等于1cm長的直刃型位錯(cuò)的應(yīng)變能。繞位錯(cuò)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(cuò) 螺型位錯(cuò) 柏氏矢量 混合位錯(cuò) 割階與扭折 位錯(cuò)密度 位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) 位錯(cuò)的彈性應(yīng)變能 線張力 位錯(cuò)的滑移 位錯(cuò)的攀移 位錯(cuò)塞積 柯氏氣團(tuán) 完全位錯(cuò) 不全位錯(cuò) 堆垛層錯(cuò) 層錯(cuò)能 擴(kuò)展位錯(cuò) 位錯(cuò)反應(yīng) 肖克萊不全位錯(cuò) 洛瑪－柯垂耳位錯(cuò) 束集 弗蘭克不全位錯(cuò)2. 簡(jiǎn)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(dòng)到L2 位置，按柏氏回路性質(zhì)，柏氏回路在完整晶體中移動(dòng)，它所得的柏氏矢量不會(huì)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(gè)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(cuò)向下負(fù)攀移，DA位錯(cuò)向上負(fù)攀移。10. 某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為。求在（111）上有一個(gè)的螺型位錯(cuò)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(gè)柏氏矢量為的位錯(cuò)環(huán)，并受到一個(gè)均勻的切應(yīng)力。解 在外加應(yīng)力場(chǎng)下單位長度位錯(cuò)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(chǎng)在位錯(cuò)滑移面滑移方向的分切應(yīng)力，是外應(yīng)力場(chǎng)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(gè)相互平行的正刃型位錯(cuò)A、B，如圖所示
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