[数学]线缺陷.ppt

Chapter 5 Line Defects Geometry of dislocations Movement of dislocations Observation of dislocations Elastic properties of dislocations Dislocations in various structures Origin and multiplication of dislocations Dislocation pileup Intersection of dislocations Orowan’s Equation The Peierls-Nabarro Stress The movement of dislocations: temperature and strain rate effects. Geometry of dislocations Edge dislocation (刃型位错) Burgers circuit and Burgers vector（柏氏回路和柏氏矢量）for an edge dislocation Burgers vector (continued) 柏氏矢量与回路起点的选择无关，也与所作的柏氏回路的具体途径无关，只要是绕着位错一周，所得到的柏氏矢量是不变的。 如果所作的柏氏回路包含有几个位错，则得出的柏氏矢量是这几个位错的柏氏矢量之总和。例如柏氏回路包含两个位错，它们的柏氏矢量分别为b1、b2，则 。 如有几个位错相遇于一点（称为位错的节点），则朝向节点的各个位错的柏氏矢量之总和必然等于离开节点的位错的柏氏矢量之总和，即柏氏矢量之总和为零： 。 位错线只能终止在晶体表面或晶界上，而不能中断于晶体的内部。在晶体内部，它只能形成封闭的环或与其它位错相遇于节点。 Burgers vector (continued) 柏氏矢量的大小和方向可以用它在晶轴上的分量，即用点阵矢量 a、b、c 来表示。 如对于立方晶系的晶体 ： Screw dislocation (continued) 螺型位错有左、右之分。根据螺旋面旋转的方向，符合右手法则（即以右手拇指代表螺旋面前进方向，其他四指代表螺旋面的旋转方向）的称右旋螺型位错；符合左手法则的称为左旋螺型位错。 Burgers circuit and Burgers vector for a screw dislocation Mixed dislocation (混合位错) Dislocation loop（位错环） Dislocation loop (continued) Movement of dislocations（位错的运动） The plastic deformation of a crystal by the movement of a dislocation along a slip plane. Plastic deformation (shear) produced by the movement of edge dislocation Plastic deformation (shear) produced by the movement of edge dislocation Movement of prismatic loops Observation of dislocations:位错的实验观察 1935-1955年， 人们化了20年的时间从实验上证实了位错的存在，而在此之前，对于位错的是否存在人们抱怀疑的态度而且存在着非常尖锐的争论。现在，位错的存在已经被广泛接受，而且当时被认为是疯狂、不合逻辑的（lunatic）理论和模型也被证实是正确的。 位错的实验观察技术有：侵蚀法（etch pitting）、X射线衍射技术（X-ray diffraction）、透射电镜法（Transmission Electron Microscope）等。其中，侵蚀法是一种简单而在早期常用的方法，透射电镜分析则是目前常用的分析方法，故只对这两种方法作介绍。 侵蚀法的应用有一定的局限性： 侵蚀坑有一定的大小，当侵蚀坑互相重迭时就会很难区分，故侵蚀法只能用于位错密度小于10－6/cm2的晶体。 只能观察晶体表面附近的位错。 Observation of Dislocations: Electron Microscope Energy of Dislocations (continued) The energy of dislocations is often taken to be approximately