第2章 晶体缺陷-4.pdf

五.位错的生成和增殖 现象： 形变是位错扫过晶体，位错数应减少；但 实际在增多！ 所以必须搞清楚位错是如何产生和如何增 殖的。 1 1.晶体中位错密度与分布 位错密度： 定义：单位体积晶体中所包含位错线的总长度。单 位：1/cm2。为简便：位错密度等于垂直穿过单 位截面积的位错线数目。 在一般结晶条件或经充分退火的金属晶体中，位错 密度为105 8 2 ~10 /cm 。在剧烈冷变形时，晶体 中的位错密度可达1012 2 /cm 。 2 位错分布： 图 意 示 的 列 排 络 网 错 位 中 体 晶 位错可以是直线、折线、曲线。 位错一般应终止于晶体表面，若 存在晶体内部，必须形成封闭的 位错环或与其它位错相交于结点。 位错可以连成空间网络，形成位 错发团式缠结。如图示。 位错可以存在晶界、亚晶界。 位错可与第二相粒子交互作用。 3 2.位错的生成（晶体中的位错来源）： 晶体生长过程中产生位错。 由于杂质原子在凝固过程中不均匀分布使晶体先后凝固部分 成分不同，点阵常数也有差异，可能形成位错作为过渡； 由于温度梯度、浓度梯度、机械振动等的影响，引起相邻晶 块之间有位相差，它们之间就会形成位错； 由于相邻晶粒发生碰撞或因液流冲击等原因会使晶体表面产 生台阶或受力变形而形成位错。　 由于自高温较快凝固及冷却时，晶体内存在大量过饱和空 位，空位的聚集能形成位错。 晶体内部的某些界面往往出现应力集中现象，当此应力高至 足以使该局部区域发生滑移时，就在该区域产生位错。　 4 3.位错的增殖 位错增殖的方式有多种；增殖位错的地方称为位错 源。在塑性较好的晶体中以滑移方式进行。 常见的滑移增殖机制Frank-Read位错源（F-R 源）和双交滑移机制。 5 Frand-Read位错源 使位错源进行增殖的临界切应力为： 式中：L为A、B间的距离，等于2R。 6 双交滑移的位错增殖机制 交滑移的含义：螺位错从一个滑移面转到与其滑移面相 交的另一个滑移面上滑移。 （螺位错在某一滑移面上运 动受到阻碍时，可能离开原滑移面转向与其相交的另一 个滑移面上继续发生滑移运动的过程。） 双交滑移：螺位错滑移时因局域切应力变化而改变滑移 面，又因局域切应力减弱而回到原滑移面继续滑移的过 程。 7 注：局域切应力的作用仅使一段位错发生双交滑移， 因而在双交滑移发生由次滑移面至主滑移面转化时， 出现相对固定的两点，它就以F-R源开始增殖。 8 六