[工學(xué)]04晶體缺陷(編輯修改稿)
2025-04-18 00:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 36 假設(shè)： 1. 完全服從虎克定律，即不存在塑性變形 2. 各向同性 3. 連續(xù)介質(zhì)，不存在結(jié)構(gòu)間隙 ?? E?1. 理論基礎(chǔ)： 連續(xù)彈性介質(zhì)模型 ????21?VU ??21?VU?單位體積彈性能： 37 取微元環(huán) r，厚度 dr，總的剪切應(yīng)變大小為 b，均勻分布在整個(gè)周長(zhǎng)上 各點(diǎn)切應(yīng)變： 切應(yīng)力： rb?? 2? rGb?? 2???21?VU? rbrGbdu ?? 2221??微元環(huán)： r d r LrbrGbdU ??? 22221??? ?? 1010 22221rrrrs r d r LrbrGbdUU ???012ln4 rrGbU s ??單位長(zhǎng)度螺位錯(cuò)： 38 012ln)1(4 rrGbU E ?? ??2a GbU ?簡(jiǎn)寫為： a=(//)~(┴) 高位錯(cuò)能儲(chǔ)存在晶體內(nèi)，驅(qū)動(dòng)位錯(cuò)反應(yīng)，與其他缺陷作用 39 七、位錯(cuò)線張力 2aG bT ?位錯(cuò)具有應(yīng)變能，具有自我降低的趨勢(shì)，使位錯(cuò)線自動(dòng)縮短至直線的趨勢(shì)。類似于在位錯(cuò)線兩端施加了線張力。 線張力 T（ N） 和位錯(cuò)能 U(Jm1)在數(shù)值上相等，表現(xiàn)形式不同。 單根位錯(cuò)趨于直線保持最短長(zhǎng)度。 多根位錯(cuò)結(jié)點(diǎn)處線張力平衡，呈空間網(wǎng)絡(luò)狀。 彎曲時(shí)一定有力的作用。 40 彎曲位錯(cuò)一定受到外力的作用，并且外力與線張力平衡 2s i n2?? dTbds ?RGbRa G b2??? 與曲率成反比 41 八、位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)及交互作用 1. 位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng) 螺位錯(cuò) ：純剪切 、應(yīng)變徑向?qū)ΨQ、且與到 中心距離成反比 0z ??? ??? yx)(2)(20 22z22zyxxGbyxyGbyxxy ?????? ?????位錯(cuò)存在應(yīng)力場(chǎng)，使其他缺陷運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生交互作用，降低系統(tǒng)能量。 ?能量：體系穩(wěn)定程度和變化趨勢(shì) ?力：體系變化途徑和變化過程 42 刃位錯(cuò) ：插入半原子面，位錯(cuò)上方，原子間距變小，產(chǎn)生壓應(yīng)變，下方原子間距變大，拉應(yīng)變。過渡處切應(yīng)變，滑移面處有最大切應(yīng)力，正應(yīng)力為 0。 x y o 22222)()3()1(2 yxyxyGbx ????? ???22222)()()1(2 yxyxyGby ???? ???)(z yx ???? ??22222)()()1(2 yxyxxGbxy ????? ???0?? zyzx ??43 2. 位錯(cuò)與點(diǎn)缺陷 ?溶質(zhì)大原子，周圍原子受壓，溶質(zhì)小原子，周圍原子受拉。存在應(yīng)力，與位錯(cuò)交互作用。與刃位錯(cuò)作用明顯。 ?大原子聚集在刃位錯(cuò)下方，小原子在上方，溶質(zhì)原子和位錯(cuò)對(duì)周圍原子的應(yīng)力場(chǎng)互相抵消，能量降低。符合熱力學(xué)條件。 ?溶質(zhì)原子中間隙原子（ C、 N）尺寸小，擴(kuò)散能力強(qiáng)，交互作用明顯。符合動(dòng)力學(xué)條件。 ?溶質(zhì)原子與位錯(cuò)交互作用，在位錯(cuò)周圍偏聚的現(xiàn)象，成為氣團(tuán)（ Cottrell氣團(tuán)等） ，釘扎位錯(cuò)。 ?交互作用使系統(tǒng)能量降低，位錯(cuò)穩(wěn)定性升高，不易開動(dòng)，抗塑性變性能力提高。 44 3. 位錯(cuò)交互作用 rbGbFd ?221?螺位錯(cuò)： 同號(hào)位錯(cuò)相互排斥，異號(hào)位錯(cuò)相互吸引，互毀。 刃位錯(cuò)： 平行于滑移面與螺位錯(cuò)一致，垂直滑移面時(shí)相反 位錯(cuò)墻 ：同號(hào)位錯(cuò)在垂直于滑移面的方向上排列，上下位錯(cuò)拉、壓應(yīng)力場(chǎng)重疊部分抵消，降低系統(tǒng)能量，形成穩(wěn)定排列方式 。 45 九、位錯(cuò)反應(yīng) — 合成與分解 由于位錯(cuò)間相互作用力的存在，使得位錯(cuò)之間有可能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化或相互作用，以使能量降低，此即位錯(cuò)反應(yīng)。 ? ?? 后前 bb? ?? 22 后前 bb?幾何條件： 三維方向矢量和相同 ?能量條件：能量降低，反應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力 1. 反應(yīng)條件 46 2. 實(shí)際晶體 b ?全位錯(cuò)： b等于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò) fcc:a/2110。 bcc:a/2111。 hcp:a/31120 ?不全位錯(cuò)： b小于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)，從一個(gè)原子到某結(jié)點(diǎn) fcc:
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1