【正文】 滑移原子的位移示意圖 （ a）原始位置； （ b）位錯向左移動一個原子間距 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 螺型位錯滑移示意圖 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 位錯的攀移 （ 1）攀移方式 原子擴散離開（到）位錯線 — 半原子面縮短（伸長） — 正（負）攀移 空位擴散離開（到）位錯線 — 半原子面伸長（縮短） — 負（正）攀移 ? 位錯的 攀移 :在垂直于滑移面方向上運動 . ? 攀移的實質(zhì) :刃位錯多余半原子面的擴大和縮小 . ? 刃位錯的攀移過程 :正攀移 ,向上運動；負攀移 , 向下運動 注意： 只有刃型位錯才能發(fā)生攀移； 滑移不涉及原子擴散 ， 而攀移必須借助原子擴散；外加應力對攀移起促進作用 ， 壓 （ 拉 ）促進正 （ 負 ） 攀移；高溫影響位錯的攀移 . INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 2）特點 a） 刃位錯 垂直 于滑移面運動 —— 非守恒運動 b） 屬擴散過程 —— 需熱激活 —— 高溫易出現(xiàn) （ 3）作用 刃位錯運動在原滑移面上運動受阻 — 攀移 — 新滑移面 — 滑移繼續(xù) 注意：攀移只能是刃位錯才能發(fā)生 說明： 攀移不是塑性變形的主要機制 — 可避開障礙物 — 便于滑移 結論： 攀移能力 —— 影響滑移進行 —— 進一步影響塑變能力 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 1）方式 對于螺型位錯，由于所有包含位錯線的晶面都可以成為它的滑移面，因此當某一螺型位錯在原滑移面上運動受阻時，有可能從原滑移面轉(zhuǎn)移到與之相交的另一滑移面上繼續(xù)滑移，這一過程稱為 交滑移 。如果交滑移后的位錯再轉(zhuǎn)回和原滑移面平行的滑移面上繼續(xù)運動，則稱為 雙交滑移 。 位錯的交滑移 INNER MONGOLIA UNIVERSITY （ 2）特點 （ 3）作用 原滑移面上運動受阻 — 交滑移 — 新滑移面 — 滑移繼續(xù) 注意：交滑移只能是螺位錯才能發(fā)生 說明：交滑移不是塑變的主要機制 — 可避開障礙物 — 便于滑移 結論：交滑移能力 —— 影響滑移進行 —— 進一步影響塑變能力 交滑移 —— 仍在滑移面滑移 —— 守恒運動 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 攀移與交滑移比較 攀移： 只能刃位錯 非守恒運動 （原子擴散 或外力作用 或溫度作用） 避開障礙物的方式 交滑移： 只能螺位錯 守恒運動 （無原子擴散） INNER MONGOLIA UNIVERSITY 三、面缺陷 面缺陷 是發(fā)生在晶格二維平面上的缺陷，其特征是在一個方向上的尺寸很小，而另兩個方向上的尺寸很大，也可稱二維缺陷。 面缺陷 晶界 亞晶界 孿晶界 相界 表面 小角晶界 大角晶界 共格相界 半共格相界 非共格相界 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 晶界是不同取向的晶粒之間的界面，由于晶界原子需要同時適應相鄰兩個晶粒的位向，就必須從一種晶粒位向逐步過渡到另一種晶粒位向，成為不同晶粒之間的過渡層，因而晶界上的原子多處于無規(guī)則狀態(tài)或兩種晶粒位向的折中位置上。 ( grain boundaries ) 多晶體結構示意圖 INNER MONGOLIA UNIVERSITY INNER MONGOLIA UNIVERSITY 鋼中的晶粒（其中黑線為晶界） INNER MONGOLIA UNIVERSITY 亞晶界（ subboundaries） 晶粒內(nèi)部也不是理想晶體，而是由位向差很小的稱為嵌鑲塊的小塊所組成，稱為亞晶粒。亞晶粒的交界稱為亞晶界。 晶粒之間位向差較大，亞晶粒之間位向差較小。大于 10176。 的晶界稱為大角度晶界，小于10176。 的晶界稱為小角度晶界 。亞晶界是小角度晶界， 位向差小于 1 176。 ，其結構可以看成是位錯的規(guī)則排列。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 小角度晶界 對稱傾斜晶界： 由相隔一定距離刃型位置垂直排列組成 相鄰晶粒各轉(zhuǎn) θ/2 圖 對稱傾斜晶界 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 位錯間距離 2 s in2bbD? ???INNER MONGOLIA UNIVERSITY 不對稱傾斜晶界： 傾斜晶界的界面繞 x軸轉(zhuǎn)了一個角度，晶粒之間的位向差不變，但是晶界對于兩個晶粒是不對稱的，晶界結構可以看成兩組柏氏矢量相互垂直的兩組刃位錯交錯排列而成。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 扭轉(zhuǎn)晶界： 是小角度晶界的一種類型，它可看成是兩部分晶體繞某一軸在一個共同的晶面上相對扭轉(zhuǎn)一個 θ角所構成的，扭轉(zhuǎn)軸垂直于這一共同的晶面。扭轉(zhuǎn)晶界的結構可看成是由互相交叉的螺型位錯所組成。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 小角晶界特點： 傾斜晶界：轉(zhuǎn)軸在晶界內(nèi) 扭轉(zhuǎn)晶界：轉(zhuǎn)軸垂直于晶界 小角晶界都可以看成兩個晶粒按照繞某一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一定角度而成，如果轉(zhuǎn)軸不平行與晶界也不垂直于晶界，這樣的小角晶界可看作一系列刃型位錯、螺型位錯或混合位錯的網(wǎng)絡構成。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 相鄰晶粒的位向差大于 10176。 的晶界稱為大角度晶界。 大角度晶界的結構較復雜，原子排列很不規(guī)則。 界面不是光滑平面，而是由不規(guī)則的臺階組成。 大角度晶界 圖 大角度晶界模型 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 大角度晶界的“重合位置點陣”模型： 在二維正方點陣中，當兩個相鄰晶粒的位向差為 37176。 時，設想兩晶粒的點陣彼此通過晶界向?qū)Ψ窖由?，其中一些原子將出現(xiàn)有規(guī)律的相互重合，由這些原子重合位置所組成比原來晶體點陣大的新點陣，通常稱為重合位置點陣。 圖 重合位置點陣模型 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 晶界特點： 1）晶界處點畸變大，存在晶界能。晶界 —— 畸變 —— 晶界能 —— 向低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化 —— 晶粒長大、晶界變直 —— 晶界面積減小。 2） 阻礙位錯運動 —— 細晶強化。常溫下晶界的存在會對位錯的運動起阻礙運動，使塑型變形抗力提高，使晶體（材料）的硬度和強度提高。 3） 位錯、空位等缺陷多 —— 晶界擴散速度高。晶界處原子具有較高的動能，且晶界處存在大量缺陷。原子在晶界處擴散比晶內(nèi)快得多。 4）固態(tài)相變時易在晶界處形成新核。晶界能量高、結構復雜 —— 容易滿足固態(tài)相變的條件 —— 固態(tài)相變首先發(fā)生地。 5） 化學穩(wěn)定性差 —— 晶界容易受腐蝕。晶界腐蝕速度比晶內(nèi)快。晶界上富集雜質(zhì)原子多，熔點低，加熱時容易過燒。 6） 微量元素、雜質(zhì)富集。晶界具有不同與晶內(nèi)的物理性質(zhì)。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 孿晶是指兩個晶體 (或一個晶體的兩部分 )沿一個公共晶面構成鏡面對稱的位向關系，這兩個晶體就稱為“孿晶 (twin)”，此公共晶面就稱孿晶面 。 2. 孿晶界 孿晶分類： ①共格孿晶界 ②非共格孿晶界 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 共格孿晶界就是在孿晶面上的原子同時位于兩個晶體點陣的結點上，為兩個晶體所共有，屬于自然地完全匹配是無畸變的完全共格晶面，它的界面能很低，約為普通晶界界面能的 1／ 10，很穩(wěn)定，在顯微鏡下呈直線，這種孿晶界較為常見 . 界面共有原子 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 如果孿晶界相對于旋轉(zhuǎn)一定角度，就可得到非共格孿晶界，孿晶界上只有部分原子為兩部分晶體共有，因而原子錯排較嚴重，這種孿晶界的能量相對較高，約為普通晶界的 1／ 2。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 3. 相界 具有不同結構的兩相之間的分界面稱為“相界”。按結構特點，相界面可分為共格、半共格和非共格相界三種類型。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 所謂 “ 共格 ” 是指界面上的原子同時位于兩相晶格的結點上，即兩相的晶格是彼此銜接的，界面上的原子為兩者共有。 由于不同的相在晶體結構或原子間距上總會有些差異 ,為了保持界面上的共格 ,除了兩相之間應具有特殊的取向關系外 ,界面周圍的原子還必須產(chǎn)生一定的彈性畸變。 晶面間距較小者發(fā)生伸長，較大者產(chǎn)生壓縮，以互相協(xié)調(diào)，使界面上原子達到匹配。 共格相界： INNER MONGOLIA UNIVERSITY 半共格相界： 兩相鄰晶體在相界面處的晶面間距相差較大，則在相界面上不可能做到完全的一一對應，于是在界面上將產(chǎn)生一些位錯，以降低界面的彈性應變能，這時界面上兩相原子部分地保持匹配，這樣的界面稱為半共格界面或部分共格界面。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 沿相界面每隔一定距離產(chǎn)生一個刃型位錯，除刃型位錯線上的原子外，其余原子都是共格的。所以半共格界面是由共格區(qū)和非共格區(qū)相間組成。半共格界面上的位錯間距取決于相界處兩相匹配晶面的錯配度（ δ）： δ ＝（ αα－ αβ） /αα， αα和 αβ分別表示相界面兩側(cè)的 α相和 β相的點陣常數(shù)。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 當兩相在相界面處的原子排列相差很大時，只能形成非共格界面。這種相界與大角度晶界相似，可看成是由原子不規(guī)則排列的很薄的過渡層構成。 非共格相界： 圖 非共格界面 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 4. 表面 固體材料與氣體或液體的分界面。 晶體內(nèi)部的原子處于其他原子的包圍中，處于均勻的力場中，總合力為零，處于能量最低的狀態(tài)。表面原子卻不同，一方面：每個表面原子只是部分地被其他原子包圍，它相鄰的原子數(shù)比內(nèi)部原子少；另一方面，它與氣相 (或液相 )接觸，處于不均勻的力場之中，表面原子會偏離正常位置，并影響鄰近幾層的原子，造成表層晶格畸變，其能量較高，高出的能量稱為表面自由能。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 晶體中不同晶面的表面能數(shù)值不同，這是由于表面能的本質(zhì)是表面原子的不飽和鍵，而不同晶面上的原子密度不同，密排面的原子密度最大，則該面上任一原子與相鄰晶面原子的作用鍵數(shù)最少，故以密排面作為表面時不飽和鍵數(shù)最少，表面能量低。 表面與密排面呈一定角度時，晶體外表面呈臺階狀。 INNER MONGOLIA UNIVERSITY 本 章 結 束 END Thanks for your attention！