材料物理.pptVIP

材料物理 解题——材料、物理、材料物理 材料物理——晶体缺陷和力学性能、扩散与相变 50学时 32学时 晶体缺陷和力学性能——晶体缺陷、力学性能 晶体缺陷 ——点缺陷、位错、晶界 点缺陷——分类、定义、点缺陷的形成能、点缺陷的平衡浓度、点缺陷的移动、平衡与非平衡点缺陷的产生等。 位错——概念、分类、位错的结构特点、位错的柏氏矢量、位错应力场、位错的应变能、位错中心、位错的受力与运动、位错的滑移与变形、位错攀移、位错与晶体缺陷的相互作用、位错塞积、位错反应、位错增殖、堆垛层错等。 晶界——晶界的结构、小角晶界位错模型、大角晶界的模型、晶界的能量等。 力学性能内容体系 1、金属和合金的力学性能基本特征 2、研究金属和合金的力学性能的物理本质 3、研究金属和合金的力学性能的变化规律 4、研究如何改善金属和合金的力学性能 序言 晶体和非晶体的区别：金属是晶体、原子有规则排列、一定的结合方式、一定规律的周期排列——空间点阵、晶体结构——一系列特殊性质 X衍射结果、电子显微学结果 为什么要研究晶体缺陷？选择材料———性能、成本 性能——成分、组织、结构 实质上，所谓结构敏感性，无非是反映了性能的局部性、不完整性、反映了晶体中的缺陷对于性能的影响．因此绝对的非结构敏感的性能是不存在的．每一种性能，或多或少地都受到晶体缺陷的影响．但是按照缺陷对性能影响的程度将性能大体上划分为两类，在实践中还是很有意义的 。 所以说实际晶体是规则的，又是不规则的，许多现象必须用规则排列来解释，但同时也有许多现象难以用规则排列来解释，如变形，自扩散等等。很明显，晶体缺陷都存在于晶体的周期性结构之中，它们都不能取消晶体的点阵结构。 我们既要注意晶体中的点阵结构特点，又要注意到其中的非完整性的一面，才能反映晶体的性能。 总体规则+局部不规则 因此形成了对局部不规则区的研究，研究其形态，数量，运动，变化及相互作用，并用它说明各种现象。 晶体缺陷是指实际晶体结构中和理想的点阵结构发生偏差的区域。在这些区域正常原子排列遭到破坏，某些原子失掉了正常的近邻与次近邻关系。 晶体缺陷的研究在材料物理学中占了重要的地位．在这个领域中进行了大量的实验和理论的工作，进展非常之快．可以说，缺陷理论已成了材料物理的基础理论之一. 这些缺陷的基础研究已相当完整,  但目前对大量缺陷的运动及其相互作用规律, 由于其极大的复杂性而并未弄清, 发展也很困难。 由于晶体结构具有规律性，晶体缺陷并不是杂乱无章, 任意的。它受到周围正常排列的原子的作用,受到原子键合力的影响(保持平衡)。因此它的形态, 活动, 变化有一定规律． 按照缺陷在空间分布的情况，由几何形态讲,我们将晶体结构中存在的缺陷分为如下三类（四类）： （1）点缺陷　其特征是所有方向的尺寸都很小，亦称为零维缺陷．例如空位、间隙原子、杂质原子等。它的大小和原子的大小同一个量级，这种缺陷在几何上是一个个占有，和原子体积相似的区域，宏观上称之为零维的缺陷。 （2）线缺陷　其特征是在两个方向上的尺寸很小，亦称为一维缺陷．例如位错。这种缺陷是以线状存在于晶体中，通常所指的线缺陷就是位错。宏观上看线是连续的，但从原子的尺度看，线缺陷也是不连续的。尽管如此，线缺陷并不是点缺陷的集合，二者对晶体产生的畸变有着本质的不同。 （3）面缺陷　其特征是只在一个方向上的尺寸很小，亦称为二维缺陷．例如晶界、相界、堆垛层错等。可以证明这种缺陷在一定情况下可以分解为线缺陷的某种组合，也可能包含有点缺陷。因为它占有面积，所以为二维的缺陷。 （4）体缺陷　夹杂、空洞等等 第一章　点缺陷 序言 点缺陷理论的发展过程 在早期的晶体x射线衍射强度的研究中，就已发现在几近完整的晶体中存在有缺陷。早在1914年，达尔文(C G．Darwin)提出了图象不很明确的嵌镶组织(mosaic structurc)，用来解释实际晶体的X射线衍射强度和理想的完整晶体的差异。嵌镶组织的概念长期为人们所沿用，但没有获得进一步的发展． 在20年代中，夫仑克耳为了解释离子晶体导电的实验事实，提出了晶体的点缺陷理论． 在40年代初，塞兹与亨丁顿(H．B．Huntington)研究了金属中点缺陷的一些基本性质”，目的是为了阐明扩散的机制． 50年代以后，由于原子能反应堆技术的进展，高能粒子对固体的辐照效应引起了人们的重视，又推动了对于晶体中的点缺陷作全