晶体内部只有空位缺陷.ppt

割阶的长度等于|b1|； 由于一根位错线只有一个b，故割阶部分的b仍为b2 ——刃位错 ——滑移面和CD原滑移面是相互垂直的； 当原位错在滑移面上滑移时，可以携带小割阶一起滑移，但分别有各自的滑移面。这种割阶称为滑移割阶 A B C D b1 b2 |b1| b b b 孪生：在切应力作用下晶体的一部分相对于另一部 分沿一定的晶面(孪晶面或孪生面)与晶向(孪 生方向)产生一定角度的均匀切变，结果造 成变形部分和未变形部分形成镜面对称， 这种变形方式称为孪生 塑性变形方式 锌中的变形孪晶 带状或透镜状 面 缺 陷 晶体材料中存在着许多界面：（外）表面与内界面 金属或合金中相邻的同相晶粒可以因取向不同而形成的界面 含几个原子层厚的区域，该区域内的原子排列甚至化学成分往往不同于晶体内部，又因其在三维空间表现为一个方向上尺寸很小，另外两个方向上尺寸较大 —— 称为面缺陷 固体材料与气体或液体的分界面 一、表面 ★晶体内部的原子处于其他原子的包围中，周围原子 　对它的作用力对称分布，因此它处于均匀的力场 　中，总合力为零，处于能量最低的状态。 ★表面原子与气相(或液相)接触，处于不均匀的力场 　之中，其能量较高，高出的能量——表面能——实 验测定其数值大约为晶界能的三倍。 ★日常广泛应用的大块材料的比表面 (单位体积晶体 的表面积)很小——表面对晶体性能的影响晶界 一、表面 晶体表面主要特点：存在不饱和键力及范德瓦耳斯力 不论是金属晶体，离子晶体、共价晶体，由于表面原子的近邻原子数↓，相应的结合键数也↓ （结合键不饱和） ——表面原子有强烈的倾向与环境中的原子或分子相互作用，发生电子交换，使结合键趋于饱和； ——晶体表面的范德瓦耳斯力可以理解：晶体表层原子在不均匀力场作用下会偏离其平衡位置而移向晶体内部，但是正、负离子(或正、负电荷)偏离的程度不同，结果在晶体表面或多或少地产生了双电层。 内界面 晶界、孪晶界、亚晶界、相界及层错 二、内界面 晶界：属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面 亚晶界：每个晶粒有时又由若干个位向稍有差异的亚 　　　　晶粒所组成，相邻亚晶粒间的界面 晶粒的平均直径通常在0.015～0.25mm范围内； 亚晶粒的平均直径则通常为0.001mm的范围内。 １、概念： 二维点阵中晶界位置可用两个晶粒的位向差θ和晶界相对于一个点阵某一平面的夹角φ来确定 ２、分类： 根据相邻晶粒之间位向差θ角的大小不同可将晶界分两类： ☆小角晶界——相邻晶粒的位向差小于10°的晶界 ——亚晶界均属小角度晶界,一般小于2° ☆大角晶界——相邻晶粒的位向差大于10°的晶界， 　 多晶体中90％以上的晶界属于此类 ３、小角晶界的位错模型 对称倾侧晶界 不对称倾侧晶界 扭转晶界 ①对称倾侧晶界 可看作是把晶界两侧晶体互相倾斜的结果 由于相邻两晶粒的位向差θ角很小，其晶界可看成是由一列平行的刃型位错所构成 b 对称倾斜晶界的位错模型(简单立方结构) θ 倾斜角 b 两个晶粒间的倾斜角θ，位错间距 D 与位错的柏氏矢量b之间的关系为： 当θ很小时，sinθ/2≈ θ/2 θ较大(＞100)时，D就会变得很小，致使位错的中心区域发生重叠，此时这种模型就不再适用！ ②扭转晶界 可看作两部分晶体绕某一轴在一个共同的晶面上相对扭转一个θ角所构成的 扭转轴垂直于这一共同的晶面 该晶界的结构可看成由互相交叉的螺型位错所组成 将晶体切开两部分,并绕垂直于切开面的轴使它们相对旋转一个角度,再把它们黏合起来 — 扭转晶界 扭转晶界和倾侧晶界均是小角度晶界的简单情况，不同之处在于倾侧晶界形成时，转轴在晶界内，扭转晶界的转轴则垂直于晶界； 一般情况下，小角度晶界都可看成是两部分晶体绕某一轴旋转一角度而形成的，只不过其转轴既不平行于晶界也不垂直于晶界。对于这样的小角度晶界，可看作是由一系列刃位错、螺位错或混合位错的网络所构成。 ４、孪晶界和堆垛层错 大角度晶界：晶粒之间的晶界，晶界的结构较复杂， 　　　　　　原子排列很不规则。 取向不同的相邻晶粒的界面不是光滑的曲面，而是由不规则的台阶组成的； 分界面上既包含有同时属于两晶粒的原子D，也包含有不属于任一晶粒的原子A；既包含有压缩区B，也包含有扩张区C。这是由于晶界上的原子同时受到位向不同的两个晶粒中原子的作用所致。 大角度晶界上原子排列比较紊乱，但也存在一些比较整齐的区域。因此，晶界可看成坏区与好区交替相间组合而成。随着位向差的增大，坏区的面积将相应增加。纯金属中大角度晶界的宽度一般