材料科學(xué)基礎(chǔ)課程總結(jié)wq(編輯修改稿)
2024-12-22 22:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 負(fù) 25 伯氏矢量的特性 1)物理量： 是一個反映位錯周圍點(diǎn)陣 畸變總積累 的物理量。 位錯是柏氏矢量不為零的晶體缺陷。 矢量方向： 表示位錯的性質(zhì)與取向，表示位錯運(yùn)動導(dǎo)致 晶體滑移的方向 ； 矢量的模 ∣ b∣ ： 表示該位錯畸變的程度（或稱 位錯的強(qiáng)度 ），也可表 示該位錯導(dǎo)致的晶體 滑移的大小 ； 模的平方 ∣ b∣ 2 ： 位錯的 畸變能 與柏氏矢量的模的平方的大小成正比； 2) 守恒性： 柏氏矢量與 回路起點(diǎn) 及具體 途徑無關(guān) ； 3) 唯一性： 一根不分叉的 位錯線 具有 唯一的柏氏矢量 ，與位錯的類型、 形狀、是否運(yùn)動無關(guān)； 4） 矢量計算： 柏氏矢量可分解、求和，滿足矢量運(yùn)算 5) 位錯的連續(xù)性： 位錯不能中斷于晶體內(nèi)部，但可以形成一個 封閉的位 錯環(huán) ，或連接于 晶界 、位錯 結(jié)點(diǎn) ，或終于 表面 。 26 滑移 攀移 位錯的運(yùn)動 滑移的特點(diǎn) 1) 刃型：滑移的切應(yīng)力方向與位錯線垂直，而螺型：滑移的與位錯線平行； 2) 刃型和螺型，位錯的運(yùn)動方向與位錯線垂直；（ b方向代表晶體的滑移方向） 3) 刃：滑移方向與位錯運(yùn)動方向一致，螺：滑移方向與位錯運(yùn)動方向垂直； 4) 位錯滑移的切應(yīng)力方向與 b一致；位錯滑移后，滑移面兩側(cè)晶體的相對位移與柏氏矢量一致。 5) 對螺型位錯，還存在交滑移和雙交滑移。 攀移： 只對刃型位錯而言，通過原子或空位的擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)的 27 類型 柏氏矢量 b 切應(yīng)力 方向 位錯線運(yùn) 動方向 晶體滑 移方向 晶體滑移大小與 b關(guān)系 滑移面 個數(shù) 刃 螺 混合 垂直位錯線 平行位錯線 有夾角 與 b一致 與 b一致 與 b一致 垂直位錯線 垂直位錯線 垂直位錯線 與 b一致 與 b一致 與 b一致 相等 相等 相等 唯一 多個 28 位錯的交割 扭折 割階 b a c d d c b a 刃型位錯 螺型位錯 特點(diǎn) 刃型位錯 的 割階 部分仍為刃型位錯（垂直于 b），而 扭折 部分則為螺型位錯（平行于 b）； （由柏氏矢量與位錯線取向關(guān)系確定） 螺型位錯 的 割階 和 扭折 部分均為刃型位錯； 因?yàn)槎即怪庇?b 29 位錯的彈性性質(zhì)： 應(yīng)力場：刃型位錯、螺型位錯 彈性畸變能：正比于 b2 位錯的存在使晶體處于 高能 的 不穩(wěn)定狀態(tài)， 位錯線有 盡量變直 和 縮短其長度 的趨勢 作用在位錯上的作用力： F=tb 位錯上的線張力 t = Gb/2r r為曲率半徑 點(diǎn)缺陷的存在會阻礙位錯運(yùn)動，增加金屬及合金塑性變形的抗力 30 實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中的位錯 單位位錯、全位錯、不全位錯（肖克萊不全位錯、弗蘭克不全位錯） 堆垛層錯 位錯反應(yīng)：幾何條件、能量條件 擴(kuò)展位錯：全位錯分解為兩個不全位錯 +一個堆垛層錯 位錯的生成和增殖： 位錯源、增殖機(jī)理： FrankRead resource ijbb? ? ?22ijbb??31 面缺陷 Interfacial defects 外表面 晶界 孿晶界 相界 堆垛層錯 小角度晶界 大角度晶界 共格 半共格 非共格 對稱傾斜 不對稱傾斜 扭轉(zhuǎn) 界面 32 晶界特性 1) 晶界能量高，原子處于不穩(wěn)定狀態(tài) 雜質(zhì)原子易于在晶界富集，導(dǎo)致晶界熔點(diǎn)低于晶內(nèi)，加熱時晶界先熔化， ? 過熱 易于原子擴(kuò)散，故新相易于在晶界處形核 晶界原子擴(kuò)散速度高于晶內(nèi)，且晶內(nèi)腐蝕比晶內(nèi)也快 2） 晶界原子排列不規(guī)則，且存在較多的缺陷，如空位和位錯等 對位錯運(yùn)動起阻礙作用，從而提高強(qiáng)度和硬度 3） 晶界的長大和晶界的平直化會減少晶界面積和晶界能量。 ? 需要在高溫下原子擴(kuò)散才能實(shí)現(xiàn) 33 材料的變形 塑性變形的方式：主要通過 滑移和孿生 、還有扭折。 ? 孿生 是指晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對于另一部分所發(fā)生的切變。 ? 滑移 是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象。 34 滑移變形的特點(diǎn) ： ⑴ 滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生。 臨界分切應(yīng)力！ ⑵ 滑移常沿晶體中原子密度最大的晶面和晶向發(fā)生。 ⑶ 滑移時，晶體兩部分的相對位移量是原子間距的整數(shù)倍 . ⑷ 滑移的同時伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動。 (5) 滑移是通過滑移面上的位錯的運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。 單晶體金屬的塑性變形 臨界分切應(yīng)力 ??t c o sc o sAF?當(dāng)外力在某一滑移系中的分切應(yīng)
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