差排理论.PDF

差排理論 晶體降伏應力的理論與觀察値之差 o • 應力軸以45 傾斜於鎂單晶之基面的應力-應變曲線如圖4.1 所示。在0.7Mpa的低拉伸應力時，晶體產生塑性降伏，然 後就很容易的被拉長至原晶體的四或五倍。如果去檢視此 變形晶體的表面，可發現在試片上有如圖4.2的連續狀橢圓 形痕跡，若在高倍率下檢視這些痕跡，其係呈現一系列細 階梯狀存在於表面上，如圖4.3 。 • 外加應力的結果明顯地造成晶體許多平面的剪移 ，進ㄧ步 對這些痕跡做結晶分析，可發現其為(0002)基面 ，當這種 變形發生，稱為該晶體發生”滑移(slip)” ，而在表面的痕 跡則稱之為滑線(slip lines)或滑痕(slip traces) ，而晶體中發 生剪移的平面則稱為”滑移面(slip plane)” 。 Straight slip lines in copper 塑性變形之方式：滑動及雙晶 1.對單晶體施以純粹拉力或壓力(大於彈性限度)=材料會被拉斷 或壓壞，所以純粹拉力或壓力並不會發生永久變形。 2.金屬材料受外力時會發生永久變形=剪力(shear force)可能是 發生永久形變的原因 3.塑性變形的機構:a.ㄧ為相鄰原子面間的相對滑動(slip)b.另ㄧ為 以雙晶面(twinning plane)為鏡面形成兩相對應之原子排列帶的雙 晶(twin) 。 =從陰影部份可 知發生雙晶變形 後結晶的方向已 經改變 (變形前) a.受外力作用而向上與下伸長時，結晶如圖b所示沿一定結晶面一 定的結晶方向滑動產生塑性變形，滑動結晶(陰影部份)對原來的結 晶仍然保持相同的關係，其結晶型態和結晶方向都不發生變形 b.以某一個面為境界面(如TT),ㄧ方的結晶(如TTT’T’)發生回轉，而 和另ㄧ方不回轉的結晶成為對稱，此對稱面(TT和T’T’)叫作雙晶面 ， 雙晶面總是成對發生形成雙晶帶(塑性變形區) 一、由結晶的滑動所發生的變形 • 當物體受剪力作用超過某一限 度時，使物體相鄰接的兩部份 沿橫方向發生的相互移動，叫 做滑動(slip) 。See Fig.3.5 • 如圖3-7(a)所示，以平行光線 照射發生滑動的部份時，由於 光線的反射方向不相同，在試 片表面之處可看到圖3-7(b)所 示的較暗線條，這種線條叫做 滑線(slip line) 。 負載超過彈性限產生Fig.3.5c 1.平行光線照射發生滑動的部份， 由於光線的反射方向不相同，在 試片表面發生滑動之處可看到如 圖b的滑線(slip line) 2.滑動變形只能由表面觀察 ，假如 把有滑線的單結晶再度磨平，雖用 顯微鏡檢察也看不出該結晶曾經發 生滑動 3.雙晶變形的最大特點是發生雙晶 變形的部份和未發生變形的部份之 原子排列，一定會以雙晶面為中心 左右對稱(見圖c和d) ，用光線照射 雙晶部分也可以看到較滑線寬地暗 線條，叫作雙晶帶(twinning band) 二、由雙晶所發生的變形 • 雙晶變形的最大特點是發生雙晶變形的部份和未 發生變形的部份之原子排列，一定會以雙晶面為 中心左右成為對稱關係。在高的變形速度和低的 變形溫度下會促使雙晶變形發生。 • 雙晶變形可分為兩種： (1)機械雙晶(mechanical twin)即受機械力作用在結晶 變形當時立即生成之雙晶。 (2)退火雙晶(annealing twin) ，為結晶生長或退火過程 中生成之雙晶。 利用光學顯微鏡觀察只適用退火雙晶，機械雙晶很小需用穿透