物理冶金學(xué)第四章習(xí)題及答案(編輯修改稿)
2025-07-04 20:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 服的最大阻力為。當(dāng)B位錯(cuò)所處的位置，即，兩位錯(cuò)互相吸引，如果不考慮位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的晶格阻力等，無需外力，就可自動(dòng)滑移至A位錯(cuò)的上方。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。在外力作用下，當(dāng)螺型位錯(cuò)向前滑移時(shí)，割階只能以攀移方式來配合螺型位錯(cuò)的滑移，在常溫或低溫下這是不可能的。因此，刃型割階一定阻礙螺型位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)。20. 簡單立方晶體（100）面有1個(gè)的刃型位錯(cuò)。（1）在(001)面有1 個(gè)的刃型位錯(cuò)和它相截，相截后2個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生彎折還是割階？（2）在(001)面有1 個(gè)的螺型位錯(cuò)和它相截，相截后2個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生彎折還是割階？解：兩位錯(cuò)相割后，在位錯(cuò)留下一個(gè)大小和方向與對(duì)方位錯(cuò)的柏氏矢量相同的一小段位錯(cuò)，如果這小段位錯(cuò)在原位錯(cuò)的滑移面上，則它是彎折；否則是割階。為了討論方便，設(shè)(100)面上的刃型位錯(cuò)為A位錯(cuò)，（001）面上的刃型位錯(cuò)為B位錯(cuò)，（001）面上的螺位錯(cuò)為C位錯(cuò)。（1）A位錯(cuò)與B位錯(cuò)相割后，A位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)閇010]的小段位錯(cuò)，A位錯(cuò)的滑移面是（100），即小段位錯(cuò)是在A位錯(cuò)的滑移面上，所以它是彎折；而在B位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)榈男《挝诲e(cuò)，B位錯(cuò)的滑移面是（001），即小段位錯(cuò)在B位錯(cuò)的滑移面上，所以它是彎折。（2）A位錯(cuò)與C位錯(cuò)相割后，A位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)閇100]的小段位錯(cuò)，A位錯(cuò)的滑移面是(100)，即小段位錯(cuò)不在A位錯(cuò)的滑移面上，所以它是割階；而在C位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)榈男《挝诲e(cuò)，C位錯(cuò)的滑移面是（001），即小段位錯(cuò)在B位錯(cuò)的滑移面上，所以它是彎折。21. 簡單立方晶體(100)面有一個(gè)的螺型位錯(cuò)。（1）在（001）面有1 個(gè)的刃型位錯(cuò)和它相截，相截后2個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生彎折還是割階？（2）在（001）面有一個(gè)的螺型位錯(cuò)和它相截，相截后2個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生彎折還是割階？解：為了討論方便，設(shè)(100)面上的螺型位錯(cuò)為A位錯(cuò)，（001）面上的刃型位錯(cuò)為B位錯(cuò)，（001）面上的螺型位錯(cuò)為C位錯(cuò)。（1）A位錯(cuò)與B位錯(cuò)相割后，A 位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)閇010]的小段位錯(cuò)，A位錯(cuò)的滑移面是（100），即小段位錯(cuò)是在A位錯(cuò)的滑移面上，所以它是彎折；而在B位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)閇001]的小段位錯(cuò)，B位錯(cuò)的滑移面是（001），即小段位錯(cuò)不在B位錯(cuò)的滑移面上，所以它是割階。（2）A位錯(cuò)與C位錯(cuò)相割后，A位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)閇100]的小段位錯(cuò)，A 位錯(cuò)的原滑移面是（100），即小段位錯(cuò)不在A位錯(cuò)原來的滑移面上，但在(010)面上，它也是C位錯(cuò)的滑移面，所以它是彎結(jié)；而在C位錯(cuò)產(chǎn)生方向?yàn)閇001]的小段位錯(cuò)，C位錯(cuò)的原滑移面是（001），即小段位錯(cuò)不在C位錯(cuò)的原滑移面上，但它在（010）面上，它也是C位錯(cuò)的滑移面，所以它是彎結(jié)。22. 在兩個(gè)相互垂直的滑移面上各有一條刃型位錯(cuò)線AB和CD以及AB和EF，設(shè)其中一條位錯(cuò)線AB在切應(yīng)力作用下發(fā)生如圖所示的運(yùn)動(dòng)，試問交割后兩條位錯(cuò)線的形狀有何變化？各段位錯(cuò)線的位錯(cuò)類型是什么？解：（1）AB和CD位錯(cuò)線的形狀都不變，但AB的長度縮短，CD的長度增加。（2）AB位錯(cuò)上形成右螺型扭折，EF位錯(cuò)上形成左螺型扭折。23. 面心立方結(jié)構(gòu)金屬Cu的對(duì)稱傾側(cè)晶界中，兩正刃型位錯(cuò)的間距D＝1000nm，假定刃型位錯(cuò)的多余半原子面為（110）面，求該傾側(cè)晶界的傾角。解：面心立方結(jié)構(gòu)的單位位錯(cuò)為，由于{110}面有附加原子面，故由公式可求出該傾側(cè)晶界的傾角24. 下圖表示在滑移面上有柏氏矢量相同的2個(gè)同號(hào)刃位錯(cuò)AB和CD。它們處在同一根直線上，距離為x，它們作F－R源開動(dòng)。（1）畫出這2個(gè)F－R源增殖時(shí)的逐步過程，二者發(fā)生交互作用時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？（2）若2位錯(cuò)是異號(hào)位錯(cuò)時(shí)，情況又會(huì)怎樣？解：（1）因?yàn)閮蓚€(gè)位錯(cuò)是同號(hào)的，并且柏氏矢量相同，所以，若在外力作用下位錯(cuò)源開動(dòng)，兩個(gè)位錯(cuò)都會(huì)同時(shí)開動(dòng)，并且兩個(gè)位錯(cuò)都向同一方向拱彎，如下圖（b）所示。在外力作用下，位錯(cuò)會(huì)繼續(xù)拱彎，在相鄰的位錯(cuò)段靠近，它們是反號(hào)的，互相吸引，如下圖（c）中的P處所示。兩段反號(hào)位錯(cuò)相吸對(duì)消后，原來兩個(gè)位錯(cuò)連接一起，即形成AD位錯(cuò)，余下一段位錯(cuò)，即BC位錯(cuò)，這段位錯(cuò)和原來的位錯(cuò)反號(hào)，如下圖（d）所示。在外力作用下，BC位錯(cuò)也作位錯(cuò)源開動(dòng)，但它的拱彎方向與原來的相反，如下圖（e）所示。BC位錯(cuò)繼續(xù)拱彎，與AD位錯(cuò)在如圖（f）的O及O39。處相遇，因?yàn)樵谙嘤鎏幩鼈兪欠刺?hào)的，所以相吸對(duì)消。最后，放出一個(gè)大位錯(cuò)環(huán)，并回復(fù)原來的AB和CD兩段位錯(cuò)，如下圖（g）所示。這個(gè)過程不斷重復(fù)增殖位錯(cuò)。（b）若兩個(gè)位錯(cuò)是反號(hào)的，當(dāng)位錯(cuò)源開動(dòng)時(shí)，兩個(gè)位錯(cuò)向相反方向拱彎，
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