05王清老师材料科学基础第五章 位错.ppt

3．分位错 分位错是层错（已滑移区）与 完整晶体（未滑移区）的界线 ●　Shockley 分位错：滑移型层错的边界， 其柏氏矢量就是相应层错矢量 一个全位错往往分解成两个分位错，中间夹着一片层错 ●　Frank 分位错 抽出型或插入性层错 与完整晶体的界线 面上的原子排列 Shockley 分位错 第一次滑移 第二次滑移 总滑移 层 错 位错线滑移方向 完整晶体 （111）面 完整晶体 4．位错反应 ●全位错分解与合并 ●位错反应条件 幾何条件 能量条件 例 AB,BC,CD,DA：全位错柏氏矢量 Shockley分位错柏氏矢量 Frank 分位错柏氏矢量 Tompson記号 ５．扩展位错 １） 扩展宽度 分位错间的斥力和层错能相平衡 分位错间斥力： 引力： ※层错能越大扩展宽度越小！！ ２）扩展位错的交滑移 扩展位错由于包含层错，不可能整体交猾移 为了交滑移，扩展位错必须局部收缩成全位错----束集，然后束集交滑移，并在新滑移面上再次扩展 扩展位错交滑移： 束集（１１１）→交滑移→ 新滑移面（１－１１）上扩展 扩展位错交滑移的难易程度与层错能及扩展宽度有关。 层错能越大，扩展宽度越小，扩展位错月容易束集，故越容易交滑移。 BCC 金属层错能大，扩展宽度小（几乎不扩展）容易交滑移。 FCC 层错能低（除Al外），扩展宽度大，不易交滑移 ３）压杆位错与Lomer-Cotrell位错 →L-C　Dislocation 滑移面： :不是FCC晶体中的滑移矢量 压杆位错位错是不动位错 L-C位错也是不可动位错组态 压杆位错 BCC 金属铅笔(pencil slip) 波浪形滑移带 Pencil slip 第５章　位错基础 １．刃位错、　螺位错、　混合位错 ●位错是已滑移区和未滑移区的边界。 ●位错是细长的管状缺陷，位错中心附近晶格发生很大的畸变。 ●位错线不能终止在晶体内部。 　　　　　ーーー终止在表面、晶界处，在晶体内部形成三维网络 或封闭的位错环。 ２．　柏氏回路、柏氏矢量 规定位错方向，一般取出直面方向 在晶体中围绕位错作一个右旋闭合回路（回路应在好区） 在完整晶体中作相同的回路，并由终点向始点做一矢量---柏氏矢量　　 刃位错：b ┴L 螺位错：　b // L 混合位错：　b×L 刃位错：b //v 螺位错：　b ┴ v 混合位错：　b×v 刃位错：b //V 螺位错：　b // V 混合位错：　b//V 柏氏矢量与位错线 L 的关系 柏氏矢量与位错滑移方向v的关系 柏氏矢量与晶体滑移方向V的关系 ※ b, L, v, V之间的关系 ： 当位错线L沿v方向运动时，以位错运动面为界面，LXv所指的那部分晶体沿b方向运动（V) 此规律适用于任何形式的完成运动 位错的运动 滑移 滑移面：bXL，驱动力：滑移面上切应力 攀移 攀移面：垂直于柏氏矢量的面 驱动力：攀移面上正应力 位错的运动方式 刃位错： 滑移，攀移 螺位错：滑移， 交滑移 混合位错： 滑移， 脱离原滑移移面的运动： ----刃型分量的攀移和螺型分量的交滑移的合成运动 3．転位の上昇 単位ながさの転位が全体として同時に上昇するのに必要な応力はG/10の程度で理論破壊応力に相当する。従って、これは現実的な上昇機構ではない。 上昇の駆動力は上昇面に働く法線応力である。 応力状態 应力 应变 应力-应变关系-----胡克定律 平面問題 平面应力問題：z方向应力为零 平面应变問題：z方向应变为零 广义胡克定律 弾性应变能 弾性应变能密度（単位体積应变能） 一方向応力状態 一般応力状態 第五章：位错基础 5.1　位错应力场 刃位错 滑移面上半部受压应力 討論 滑移面下半部受拉应力 滑移面上只有切应力，而没有正应力 円柱座標 在滑移面上　θ＝0 2. 螺位错 直角座標 円柱座標 １）　无正应力 ２）　只有Z方向（位错线方向）的切应力。 5.2 位错线能量，线张力 晶体中引入单位长度位错线所引起的晶体能量的增加定义为位错线能量。 螺位错 （1） 刃位错用式（1）就非常复杂，固采用功能转换法 刃位错 引入一条单位长度位错所做的功=位错线能量 若在此基础上滑移 设已经滑移了 整个滑移面上的力 刃位错 螺位错 混合位错 r0 和R 取什么值？ 位错线张力 位错线能量正比于其长度，位错具有缩短自己的长度以降低其能量的趋势，因此可以设想位错具有线张力。 线张力数值上等于单位长度位错线能量 考虑弯曲位错 ５.3 位错受力 应力做功为 设单位长度位错上的作用力为 f, 则外力做功为