金属学第二章金属的晶体结构.ppt

*刃型位错的弹性性质在位错线周围一有限区域内，原子离开了原平衡位置，即产生了晶格畸变，且在额外半原子面左右的畸变是对称的。就正刃型位错而言，滑移面上面的原子间距变小，晶格受压应力；滑移面下面的原子间距变大，晶格受拉应力；而在滑移面上，晶格受到切应力。在位错中心，即额外半原子面的边缘处，晶格畸变最大，随距位错中心距离的增加，畸变程度逐渐减小。通常把晶格畸变程度大于其正常原子间距1/4的区域称为位错宽度，其值约为3－5个原子间距。刃型位错的应力场可以与间隙原子和置换原子发生弹性交互作用。刃型位错往往总是携带大量的溶质原子，形成所谓的“柯氏气团”。第64页,共91页，星期六，2024年，5月*刃型位错的特征：①刃型位错有一个额外半原子面；②位错线是一个具有一定宽度的细长的晶格畸变管道，其中既有正应变，又有切应变。对于正刃型位错，滑移面上面的晶格受到压应力；滑移面下面的晶格受到拉应力。负刃型位错与此相反。③位错线与晶体滑移的方向相垂直，即位错线运动的方向垂直于位错线。第65页,共91页，星期六，2024年，5月*位错是晶体中原子错排而成的一种晶体缺陷。（结构的不完整性）位错线并不是一条实体线，只是形象地表示位错是一种线状缺陷。根据原子错排特点不同，位错分为：刃型位错、螺型位错、混合位错。第66页,共91页，星期六，2024年，5月**刃位错的运动第67页,共91页，星期六，2024年，5月*螺型位错：切应力使晶体右端上下两部分沿滑移面发生一个原子间距的相对切变，已滑移区和未滑移区的边界线就是螺型位错线。第68页,共91页，星期六，2024年，5月*螺形位错周围滑移面上下相邻的两个晶面的原子错排情况已滑移区未滑移区过渡区第69页,共91页，星期六，2024年，5月*螺型位错的特征：①螺型位错没有额外半原子面；②位错线是一个具有一定宽度的细长的晶格畸变管道，其中没有正应变，只有切应变。③位错线与晶体滑移的方向相平行，即位错线运动的方向垂直于位错线。第70页,共91页，星期六，2024年，5月*柏氏矢量：表示位错的性质的量，即表示不同类型位错晶格畸变的大小和方向。确定方法：①在实际晶体中，从距位错线一定距离的无畸变区的任一原子M出发，以至相邻原子为一步，沿逆时针方向环绕位错线作一闭合回路，称之为柏氏回路。③由完整晶体的回路终点Q到始点M引一矢量b，使该回路闭合，这个矢量即为这条位错线的柏氏矢量b。②在完整的晶体中以同样的方向和步数做相同的回路，此时的回路没有封闭。第71页,共91页，星期六，2024年，5月*螺型位错的柏氏矢量：在含有螺型位错的实际晶体中，围绕位错线作一个闭合的回路。后在完整的晶体中作相似的回路。回路不闭合，由终点向始点引出的矢量使回路闭合，此矢量即为该螺型位错的柏氏矢量b。第72页,共91页，星期六，2024年，5月*螺型位错的柏氏矢量：在含有螺型位错的实际晶体中，围绕位错线作一个闭合的回路。后在完整的晶体中作相似的回路，回路不闭合，由对比终点向始点引出的矢量使回路闭合，此矢量即为该螺型位错的柏氏矢量b。第73页,共91页，星期六，2024年，5月*柏氏矢量的特性：①用柏氏矢量可以判断位错的类型，而不要再去分析晶体中原子排列的具体细节。柏氏矢量⊥位错线，是刃位错；柏氏矢量∥位错线，是螺位错。②用柏氏矢量可以表示位错区域晶格畸变总量的大小。③用柏氏矢量可以表示晶体滑移的方向和大小。④一条位错线的柏氏矢量是恒定不变的，与回路的大小、形状、起点和具体路径无关。⑤刃型位错线和与之垂直的柏氏矢量所构成的平面是滑移面，刃位错的滑移面只有一个。因螺位错的位错线∥柏氏矢量，所以包含柏氏矢量和位错线的平面可以有无限个，螺位错的滑移面是不定的，它可以在更多的滑移面上进行滑移。第74页,共91页，星期六，2024年，5月*混合型位错在实际晶体中，当柏氏矢量与位错线既不平行又不垂直，而是交成任意角度时，则位错是刃型和螺型的混合类型，称为混合型位错。第75页,共91页，星期六，2024年，5月*位错的滑移特征位错类型柏氏矢量位错线运动方向晶体滑移方向切应力方向滑移面数目