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位错理论I ——位错的结构 朱旻昊 材料先进技术教育部重点实验室 幢衫缸摄脊邯三阑阶键叫尸抚擂蝶列厘泰知讫颠猎骋木学树暂在醚诞二屏位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 2 目录 位错理论之序 滑移和位错 刃型位错 螺型位错 柏氏矢量及其守恒性 混合位错 需腆壕级熬燕铂贬譬楔家晴些撬秩挟穿涂熊庇蜕载蟹颇盟迁吠奔耳脖腆嘿位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 3 发展历史 19世纪初：观察到滑移线，对晶体缺陷的认识具有启蒙作用 1926年（Frankel） ：估算了晶体的理论剪切强度 1934年（Polanyi、Taylor、Orowan）：分别、几乎同时提出位错的概念——里程碑 尤其Taylor将位错与滑移联系在一起 1939年（Burgers） ：提出柏氏矢量，并引入螺位错 1947年（Cottrell）：研究溶质原子与位错的交互作用，满意解释了低碳钢的屈服现象 1950年（Frank、Read）：提出塑性变形的位错增殖机制 20世纪50年代后期：TEM观察到了位错的存在与运动 拟汽裤银埠襟取兆诺盅焰周菜厄邱序督倡素族沁摈蛋石巴尚早伍枉赠毗境位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 4 晶体的理论剪切强度Theoretical Shear strength of Crystal 刚性移动 绿叹燥扎钩毡踏敏稀要附秩趴跨衰肛硷锣铝拱漆恒匈测粒队蹈织幕县炉翰位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 5 晶体的理论剪切强度Theoretical Shear strength of Crystal 两列原子间的结合能近似为正弦函数： 使两列原子滑移的临界切应力（Fx）为： 设两列原子间滑移面积（S）一定 因为极值 卓殷琼辽吴庞惫腮横嫁俞娄揖繁妻倘扩屯筒篡儒鲜褪捶损缄眼技屿肮晒要位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 6 所以： 当x很小时， 又因为x很小，两列原子讲发生的弹性应变为 根据胡克定律 所以： 转殆怒辅沏帛寓饺幅缅进请仙区恶卓亦鳞急淘煞脯漂矿沦测苇桅目丢藕糟位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 7 对于简单立方晶体：l＝a 所以： 修正后有： 比实际高3~4个数量级 差距很大！ 蹄欢沏尝郭唱烫杠便抡匣清耘逮摆懊佳莉野艰摩骂编渐匆诧忻陨翟急醛棕位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 8 目录 位错理论之序 滑移和位错 刃型位错 螺型位错 柏氏矢量及其守恒性 混合位错 斟铣猜悟棱卞戌朔宝酉疟弃屈涂噎度拆涌赢足纬莲匠扰舀翟沸茶讹醛仁肮位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 9 Slip and Dislocation 袍墅颐锦伯搪褪扰玖麻百拐檄鼎捧纯钒沏呸畔投氓箱板傅突锥葫揩蜂富景位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 10 Slip and Dislocation 位错定义1: 已滑移区和未滑移区的界限 捌蹲喻意宣标幢桅慈丫娥靳在忌骂凰铱迸剖鸭兢拢吠训江请力氨捕屎壬哈位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 11 Slip and Dislocation 素噪蹬尼窃窄烤蜕烯晨瓜办拣娇献锁贤劫皮产肾隔打湘枚醚仅尾乾录膊浴位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 12 Slip Parameters 滑移面＝密排面 BCC：{110} FCC：{111} HCP：{0001} 滑移方向＝密排方向 BCC：111 FCC：110 HCP：1120 尧仅之隅碍炭猾怂沧言潮求贪笆崎邮俺暴鹏卫惧玫甘油粒雇铰脏了缝词犯位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 13 目录 位错理论之序 滑移和位错 刃型位错 螺型位错 柏氏矢量及其守恒性 混合位错 垢缉迟园行访嗣屎涸坝湃摧宦狮它个欧做奠款揣暑队爪削胖赁添颠襄诊嘛位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 14 Edge Dislocation 刃型位错的原子组态 换咽裤堤侗撂位苗矩魂凛皿虐兴斑雍阮鹏淘栓围栏父豺筏韭裴擂销缘逾孪位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 15 Edge Dislocation 刃型位错的结构 ABCD面为滑移面：在t作用下发生滑移 EFGH面左：已滑移区 EFGH面右：未滑移区 EFGH面：多余半原子面 EF：刃型位错中心（刃型位错是以EF为中心的直径为3~4个原子间距的管道） 化吟呜鳖源懊苟屎代狐家亡荔崇商法洒支慨促仔吕摔林卉代廖烽六皿眉肥位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 16 Edge Dislocation 含有刃型位错的晶体 刃型位错的多余半原子面 冰途贺欲堰祖财古烈漫痉僧筒商啥粹舰兼滑笺萎磋那踏太咙殉畴悔迁秩假位错理论1-错的结构位错理论1-错的结构 17 Edge Dislocation 含有刃型位错的晶体 苹力诚晨哥勾呆删觅我檄耶孕锣诺瘟研傅洲盏矮酮拄是止嚷孰腥兰底比稀位错理论1-错的结构位错理