材料科學(xué)基礎(chǔ)課件(編輯修改稿)
2024-11-12 11:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ??167。 22位錯(cuò) 四、位錯(cuò)與缺陷的相互作用 ? (一 )位錯(cuò)之間的相互作用 位錯(cuò)間的彈性相互作用：位錯(cuò)的彈性應(yīng)力場(chǎng)間發(fā)生的干涉和相互作用，將影響到位錯(cuò)的分布和運(yùn)動(dòng) 位錯(cuò)塞積：許多位錯(cuò)被迫堆積在某種障礙物前，它們來自同一位錯(cuò)源，具相同的柏格斯矢量，障礙物如晶界 :位錯(cuò)之間的相互轉(zhuǎn)化。譬如一分為二或兩合為一， bbb ??2167。 22位錯(cuò) 四、位錯(cuò)與缺陷的相互作用 ? (二 )位錯(cuò)與點(diǎn)缺陷的相互作用 位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的相互作用能 史諾克 (Snoek)氣團(tuán) 柯垂耳 (Cottrell)氣團(tuán) 電學(xué)相互作用 化學(xué)相互作用 空位、間隙原子和位錯(cuò)的互相轉(zhuǎn)化 167。 22位錯(cuò) 五、位錯(cuò)源與位錯(cuò)增殖 ? （一）位錯(cuò)的來源 位錯(cuò)產(chǎn)生 ? (二 )位錯(cuò)的增殖 弗蘭克一瑞 德 (FrankRead)源 弗蘭克 瑞德源需要施加的應(yīng)力 弗蘭克 瑞德源開動(dòng)的臨界 應(yīng)力 雙交滑移增殖機(jī)構(gòu) 單點(diǎn)源 167。 23表面、界面結(jié)構(gòu)及不完整性 一、晶體的表面 ? (一 )表面力場(chǎng) 固體表面力 分子間引力主要來源 ? (二 )晶體表面狀態(tài) 表面能 167。 23表面、界面結(jié)構(gòu)及不完整性 一、晶體的表面 ? (三 )晶體表面的不均勻性 完美晶格結(jié)構(gòu)的晶體表面： 分成兩種類型： 緊密堆積表面：表面平坦，沒有波折，所有的原子距離該表面的平行平面的距離都相等 不緊密堆積的表面：即臺(tái)階式的表面，表面有波折。 167。 23表面、界面結(jié)構(gòu)及不完整性 二、晶界 ? (一 ) 晶界幾何 晶界分類：根據(jù)位向差 (?)的不同，晶界分為兩類： (1)小角度晶界 兩相鄰晶粒的位向差約小于 10?； (2)大角度晶界 兩晶粒間的位向差較大，一般大于 10?以上。 (二 )小角度晶界 傾側(cè)晶界 位錯(cuò)間距 167。 23表面、界面結(jié)構(gòu)及不完整性 二、晶界 不對(duì)稱傾側(cè)晶界 扭轉(zhuǎn)晶界 一般小角度晶界：旋轉(zhuǎn)軸和界面可任意取向，由刃型和螺型位錯(cuò)組合構(gòu)成。 晶界能：晶界上原子排列畸變，增高的能量。主要 來自位錯(cuò)能量（位錯(cuò)密度又決定于晶粒間的位向差），隨位向差增加而增大，僅適用于?15?。式中為常數(shù)， A取決于位錯(cuò)中心的原子錯(cuò)排能 167。 23表面、界面結(jié)構(gòu)及不完整性 二、晶界 (三 )大角度晶界 “重合位置點(diǎn)陣”模型 (四 )晶界能 晶界能：金屬 多晶體的晶界一般為大角度晶界，金屬大角度晶界能約在 ～ ，與晶粒之間的位向差無關(guān)，大體上為定值。 (五 )孿晶界 167。 23表面、界面結(jié)構(gòu)及不完整性 二、晶界 ? 孿晶面 ? 共格孿晶界 ? 非共格孿晶界 ? 孿晶形成與堆垛層錯(cuò)的關(guān)系 ? 孿晶面界面能 ? (六 )晶界的特性 ? 晶界的特性 第三章 固溶體 ? 167。 31影響固溶度的因素 ? 167。 32固溶體各論 第三章 固溶體 ? 固溶體 ? 固溶度 ? 中間相 ? 固溶體分類 ? 溶體的有序和無序分類 ? 有限和無限固溶體分類 167。 31影響固溶度的因素 一、休姆 羅瑟里 (HumeRothery)規(guī)律 ? 固溶體固溶度的一般規(guī)律： ? 尺寸因素 :當(dāng)尺寸因素不利時(shí)，固溶度很??； ? 化學(xué)親和力 :穩(wěn)定中間相（和組元的化學(xué)親和力有關(guān)）會(huì)使一次固溶體的固溶度下降（中間相自由能曲線低）； ? 電子濃度 :電子濃度（價(jià)電子數(shù)和原子數(shù)的比值）影響固溶度和中間相穩(wěn)定性， ? （溶質(zhì)價(jià)為 v，溶劑價(jià)為 V）。還有適用于某些合金系的 “ 相對(duì)價(jià)效應(yīng) ” ，即高價(jià)元素在低價(jià)中的固溶度大 100)100( vxxVae ???167。 31影響固溶度的因素 二、尺寸因素 ? 尺寸與溶解度關(guān)系 ? 維伽定律 ? 靜位移 ? 尺寸因素對(duì)固溶度的影響 ? 15%規(guī)律 ? 寬容系數(shù) 167。 31影響固溶度的因素 三、電價(jià)因素 ? 電子濃度與溶解度 ? 極限電子濃度與晶體結(jié)構(gòu)類型 ? 固溶限度與平均族數(shù) ? 離子價(jià)對(duì)固溶體的影響 167。 31影響固溶度的因素 四、電負(fù)性因素 ? 化學(xué)親和力對(duì)固溶體溶解度的影響 ? 化學(xué)親和力與固溶度 ? 達(dá)肯經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 ? 場(chǎng)強(qiáng)與固溶度 167。 32固溶體各論 一、置換固溶體 ? 三類固溶體的區(qū)分方法 ? 固溶體的計(jì)算確定 關(guān)注 ? 結(jié)構(gòu)相容與置換 ? 尺寸因素分析 167。 32固溶體各論 二、間隙固溶體 ? 間隙固溶體 ? 在金屬中：溶質(zhì)元素是半徑小于 1A的一些非金屬元素。即氫、硼、碳、氮、氧等 ? 間隙形狀、大小與溶解度：間隙元素小間隙大，溶解度相對(duì)較大，但與具體情況有關(guān)。 ?Fe中溶入碳原子，八面體間隙 ，碳 ，點(diǎn)陣畸變，溶解度受限，(1148?C)僅 %，約相當(dāng)于 %； ?Fe中，雖四面體間隙大于八面體間隙，但尺寸仍遠(yuǎn)小于碳，溶解度極小。且測(cè)定表明，碳在 ?Fe八面體間隙中 ? 在無機(jī)非金屬材料中：可利用的空隙較多。面心立方結(jié)構(gòu)的 MgO，四面體空隙可利用； TiO2中還有八面體空隙可利用； CaF2結(jié)構(gòu)中則有配位為八的較大空隙存在 167。 32固溶體各論 三、有序固溶體 ? （一）短程有序 微觀不均勻性 ? 無序分布 ? 偏聚狀態(tài) ? 有序分布 ? 短程有序 ? “短程序參數(shù)” ? ? 短程序參數(shù) ? 167。 32固溶體各論
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