【正文】 （ 3）對位錯運動有阻礙作用。 ② 常溫下晶界的存在會對位錯的運動起阻礙作用，致使塑性變形抗力提高，宏觀表現(xiàn)為晶界較晶內(nèi)具有較高的強度和硬度。 3. 小角度晶界的結構：小角度晶界可分為傾斜晶界、扭轉晶界和重合晶界等。 位錯 67 6. 其它晶體中的位錯 ④ 金剛石晶體中的位錯 ? 共價鍵因為其方向性和局域性而使得晶體的微觀對稱性下降，這對于位錯的特性有較大的影響。 位錯 59 3. 不全位錯 —— 弗蘭克不全位錯：插入或抽走部分{111}面也能形成局部層錯，由此種方式形成的層錯區(qū)和無層錯區(qū)的邊界就是 Frank不全位錯。 ? 位錯的增殖機制可有多種，其中一種主要方式是弗蘭克 瑞德位錯源，如圖所示。 ? 當 |x|＝ |y|時， fx＝ 0，位錯 e2處于介穩(wěn)定平衡位置，一旦偏離此位置就會受到位錯 e1的吸引或排斥，使它偏離得更遠。 位錯 39 1．位錯的應力場 ① 螺型位錯的應力場： ? 只有切應力分量，正應力分量全為零。 ?左右為螺位錯，但螺旋方向相反，左邊向左，右邊向右運動； ?其他為混合位錯，均向外運動。形成封閉線的位錯稱為位錯環(huán)。 ? 在位錯線周圍的過渡區(qū)（畸變區(qū)）每個原子具有較大的平均能量。 ? 位錯的提出： 1926年，弗蘭克爾發(fā)現(xiàn)理論晶體模型剛性切變強度與與實測臨界切應力的巨大差異（ 2～ 4個數(shù)量級）。這個濃度就稱為該溫度下晶體中點缺陷的平衡濃度。 ?特征：如果雜質(zhì)的含量在固溶體的溶解度范圍內(nèi)，則雜質(zhì)缺陷的濃度與溫度無關。 點缺陷是最簡單的晶體缺陷，它是在結點上或鄰近的微觀區(qū)域內(nèi)偏離晶體結構的正常排列的一種缺陷。 點缺陷 16 5. 點缺陷的運動：遷移、復合－濃度降低；聚集－濃度升高－塌陷 ? 晶體中的原子正是由于空位和間隙原子不斷地產(chǎn)生與復合才不停地由一處向另一處作無規(guī)則的布朗運動，這就是晶體中原子的自擴散。之后，用 TEM直接觀察到了晶體中的位錯。凡是包含螺型位錯線的平面都可以作為它的滑移面。多個位錯的運動導致晶體的宏觀變形。 位錯 37 3. 割階與扭折：一個運動的位錯線，如果其中一部分曲折線段就在位錯的滑移面上時，稱為扭折；若該曲折線段垂直于位錯的滑移面時，稱為割階。 22222x )y(x)yy ( 3 xυ)2 ππ(Gbσ????? 22222)()()1(2 yxyxyGby ???? ???)(z yx ???? ??22222)()()1(2 yxyxxGbxy ???? ??? 0zz ?? yx ?? 位錯 42 1. 位錯的應力場 由上面所得結論可以看出： ① σx與 y的符號相反。 ? 至于攀移力 fy，由于它與 y同號，當位錯 e2在位錯 e1的滑移面上邊時，受到的攀移力 fy是正值，即指向上；當 e2在 e1滑移面下邊時， fy為負值，即指向下。 （ 3）肖克萊不全位錯：原子運動導致局部錯排，錯排區(qū)與完整晶格區(qū)的邊界線。 )21,0,21(A )21,21,0(B )0,21,21(C )0,0,0(D 位錯 62 FCC晶體中的位錯 ]110[21 ??1126 213 ]10位錯類型 柏氏矢量 組態(tài) 運動 作用 全位錯 螺、刃、混和 可滑移、攀移 FCC中少見 Schokley分位錯 螺、刃、混和 刃型也只能滑移不能攀移； 螺型也不能交滑移 擴展位錯 螺、刃、混和 只能滑移不能攀移； 在有障礙物情況下可交滑移或攀移 強化 Frank 分位錯 刃 不能滑移，只能攀移 壓桿位錯 螺、刃、混和 不能滑移，定位錯 強化 ]110[21??11261]112[61]111[31]101[61 位錯 63 5. 面心立方晶體中的位錯 ② 擴展層錯：通常把一個全位錯分解為兩個不全位錯，中間夾著一個堆垛層錯的整個位錯組態(tài)稱為擴展位錯。 第 三 章 晶體缺陷 69 外表面 ? 在晶體表面上，原子配位數(shù)與晶內(nèi)不同，表面原子會偏離其正常的平衡位置，并影響到鄰近的幾層原子，造成表層的點陣畸變，使它們的能量比內(nèi)部原子高，這幾層高能量的原子層稱為表面。該晶界可看成由兩組柏氏矢量相互垂直的刃位錯交錯排列而構成。 ⑤ 由于成分偏析和內(nèi)吸附現(xiàn)象，晶界熔點較低，在加熱過程中，因溫度過高將引起晶界熔化和氧化，導致 “ 過熱 ” 現(xiàn)象產(chǎn)生。 3. 若 fcc的 Cu中每 500個原子會失去一個原子，其晶格常數(shù)為 ，試求銅的密度。 3. 半共格相界：相界面上產(chǎn)生一些位錯，以降低界面的彈性應變能，這時界面上兩相原子部分地保持匹配。純金屬中大角度晶界的寬度一般不超過 3個原子間距。晶粒的平均直徑通常在 mm范圍內(nèi)，而亞晶粒的平均直徑則通常為。 ?? 021131?? 011031 位錯 66 6. 其它晶體中的位錯 ③ 離子晶體中的位錯： ? 滑移面未必是最密排面，但柏氏矢量仍為最短的點陣矢量。 位錯 58 3. 不全位錯 —— 肖克萊不全位錯 Shockley分位錯有以下一些特點： ① 是有層錯區(qū)和無層錯區(qū)的邊界。為了簡便起見，常把位錯密度視為穿過單位面積的位錯線數(shù)目。 2ddGblWT e ??? 位錯 45 4. 作用在位錯的力：由于位錯的運動和晶體的變形有確定的對應關系，因此我們令晶體發(fā)生塑性變形時其宏觀功等于微觀功，可得單位長度位錯所受的力： ? 滑移： f=τb 垂直于位錯線，指向位錯運動方向（未滑移區(qū)） ? 攀移： f=σb 位錯 46 5. 位錯間的交互作用力（兩平行螺位錯）：對于兩個平行螺位錯 1和 2（設柏氏矢量分別為 b1和 b2），我們選取如圖所示的坐標系。 位錯 38 位錯的彈性性質(zhì) 1．位錯的應力場 ? 位錯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的應變能（位錯能）。 位錯 32 位錯 33 ④ 刃型位錯與螺型位錯滑移比較： ? 不同點：螺型位錯可以有多個滑移面，切應力方向與位錯線平行；晶體滑移方向與位錯運動方向垂直。該矢量的方向表示位錯的性質(zhì)與位錯的取向，即位錯運動導致晶體滑移的方向；該矢量的模 |b|表示了畸變的程度，即位錯強度。因此，混合位錯可以看成是由刃型位錯和螺型位錯混合而成。） （ 2）性能變化：物理性能：如電阻率增大，密度減小。 (c)間隙原子：位于晶體點陣間隙的原子。1 第 3章 晶體缺陷 點缺陷 位錯 表面及界面 2 缺陷的含義：通常把晶體點陣結構中周期性 勢場的畸變 稱為晶體的 結構缺陷 。 (b)弗蘭克爾空位－離位原子進入晶體間隙。）；形成