【正文】 不規(guī)則排列 原子的不規(guī)則排列產(chǎn)生晶體缺陷 。 晶體缺陷在材料組織控制 （ 如擴散 、 相變 ） 和性能控制 （ 如材料強化 ） 中具有重要作用 。 晶體缺陷 ：實際晶體中與理想點陣結構發(fā)生偏差的區(qū)域 。 點缺陷 ：在三維空間各方向上尺寸都很小的缺陷 。 如空位 、間隙原子 、 異類原子等 。 線缺陷 ：在兩個方向上尺寸很小 ， 而另一個方向上尺寸較大的缺陷 。 主要是位錯 。 面缺陷 ：在一個方向上尺寸很小 ， 在另外兩個方向上尺寸較大的缺陷 。 如晶界 、 相界 、 表面等 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 52 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 一 點缺陷 1 點缺陷的類型 （ 1） 空位： 肖脫基空位－離位原子進入其它空位或遷移至晶界或表面 。 弗蘭克爾空位－離位原子進入晶體間隙 。 （ 2） 間隙原子：位于晶體點陣間隙的原子 。 （ 3） 置換原子：位于晶體點陣位置的異類原子 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 53 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 一 點缺陷 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 (c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning 54 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 一 點缺陷 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 55 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 一 點缺陷 2 點缺陷的平衡濃度 （ 1） 點缺陷是熱力學平衡的缺陷 － 在一定溫度下 ，晶體中總是存在著一定數(shù)量的點缺陷 （ 空位 ） ， 這時體系的能量最低－具有平衡點缺陷的晶體比理想晶體在熱力學上更為穩(wěn)定 。 （ 原因：晶體中形成點缺陷時 ， 體系內(nèi)能的增加將使自由能升高 ， 但體系熵值也增加了 ， 這一因素又使自由能降低 。 其結果是在 Gn曲線上出現(xiàn)了最低值 ， 對應的 n值即為平衡空位數(shù) 。 ） （ 2） 點缺陷的平衡濃度 C=Aexp(?Ev/kT) 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 56 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 一 點缺陷 3 點缺陷的產(chǎn)生及其運動 （ 1） 點缺陷的產(chǎn)生 平衡點缺陷：熱振動中的能力起伏 。 過飽和點缺陷：外來作用 ， 如高溫淬火 、 輻照 、 冷加工等 。 （ 2） 點缺陷的運動 （ 遷移 、 復合－濃度降低；聚集－濃度升高－塌陷 ） 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 57 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 一 點缺陷 4 點缺陷與材料行為 （ 1） 結構變化：晶格畸變 （ 如空位引起晶格收縮 ， 間隙原子引起晶格膨脹 ， 置換原子可引起收縮或膨脹 。 ） （ 2） 性能變化：物理性能 （ 如電阻率增大 ， 密度減小 。 ） 力學性能 （ 屈服強度提高 。 ） 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 58 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷 （ 位錯 ） dislocation 位錯：晶體中某處一列或若干列原子有規(guī)律的錯排 。 意義：對材料的力學行為如塑性變形 、 強度 、 斷裂等起著決定性的作用 ，對材料的擴散 、 相變過程有較大影響 。 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實測臨界切應力的巨大差異 （ 2～ 4個數(shù)量級 ） 。 1934年 ， 泰勒 、 波朗依 、 奧羅萬幾乎同時提出位錯的概念 。 1939年 ， 柏格斯提出用柏氏矢量表征位錯 。 1947年 ， 柯垂耳提出溶質(zhì)原子與位錯的交互作用 。 1950年 ， 弗蘭克和瑞德同時提出位錯增殖機制 。 之后 ， 用 TEM直接觀察到了晶體中的位錯 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 59 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷（位錯） 1 位錯的基本類型 （ 1） 刃型位錯 edge dislocation 模型：滑移面 /半原子面 /位錯線 （ 位錯線 ┻ 晶體滑移方向 ， 位錯線 ┻ 位錯運動方向 ， 晶體滑移方向 //位錯運動方向 。 ） 分類：正刃型位錯 （ ┻ ） ；負刃型位錯 （ ┳ ） 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 60 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷 （ 位錯 ） 1 位錯的基本類型 （ 1） 刃型位錯 產(chǎn)生：空位塌陷；局部滑移 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 61 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷（位錯） 1 位錯的基本類型 （ 2） 螺型位錯 screw dislocation 模型：滑移面 /位錯線 。 （ 位錯線 //晶體滑移方向 ， 位錯線┻ 位錯運動方向 ， 晶體滑移方向 ┻ 位錯運動方向 。 ） 分類：左螺型位錯；右螺型位錯 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 62 (c) 2003 Brooks/Cole Publishing / Thomson Learning 63 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷 （ 位錯 ） 1 位錯的基本類型 （ 2） 螺型位錯 screw dislocation 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 64 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷（位錯） 1 位錯的基本類型 （ 3） 混合位錯 模型：滑移面 /位錯線 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 65 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷（位錯） 1 位錯的基本類型 （ 3） 混合位錯 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 66 第三節(jié) 原子的不規(guī)則排列 二 線缺陷 （ 位錯 ） 2 位錯線的性質(zhì) （ 1） 形狀：不一定是直線 ， 位錯及其畸變區(qū)是一條管道 。 （ 2） 是已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的邊界 。 （ 3） 不能中斷于晶體內(nèi)部 。 可在表面露頭 ，或終止于晶界和相界 ， 或與其它位錯相交 ， 或自行封閉成環(huán) 。 第一章 第三節(jié)原子不規(guī)則排列 8h