原子的不规则排列b.pptVIP

*.若面心立方晶体中有的单位位错及的不全位错，此二位错相遇后发生位错反应。问：此位错反应能否进行？为什么？(2)写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。解:①几何条件能量条件属于弗兰克不全位错，b与层错面和位错线垂直，故是纯刃型。3面缺陷（PlaneDefect）晶界孪晶界相界小角度晶界大角度晶界外表面内表面堆垛层错表面和自由界面1）晶体表面晶体表面指金属与真空或气体、液体等外部介质相接触的界面外部和内部原子的作用力不同导致晶格畸变。表面晶格畸变→能量升高→表面能单位面积升高的能量称表面能影响表面能的主要因素外部介质的性质介质不同原子的相互作用力不同，表面能不同裸露晶面原子密度裸露面为密排面时，表面能最小晶体表面的曲率表面的曲率越大表面能越大晶界（GrainBoundary）小角度晶界——10°下，单晶体，由位错构成晶体结构相同但位向不同的晶粒之间的晶界界面称为晶界大角度晶界——10°以上一般在30°～40°，多晶体小角度晶界——对称倾侧晶界qD≈b/q相邻晶粒各转θ/2，同号刃位错垂直排列小角度晶界——不对称倾侧晶界相互垂直的两组刃位错，垂直排列小角度晶界——扭转晶界两组螺位错构成扭转晶界形成a√2大角度晶界——10°以上，一般在30°～40°************************1.3原子的不规则排列1．液体金属凝固时形成位错枝晶生长过程中受温度梯度、浓度梯度、机械振动和杂质影响而产生内应力，使枝晶发生偏转或弯曲，点阵错排。2．过饱和空位转化成位错3．局部应力集中形成位错晶体内部的某些界面和微裂纹附近，由于应力作用使局部区域发生滑移，产生位错。5）位错的萌生与增殖

A、晶体中位错的萌生空位聚合形成位错5）位错的萌生与增殖

B、晶体中位错的增殖退火状态金属的位错密度为106~108/cm2。冷加工状态金属的位错密度为1010~1012/cm2，说明位错增殖。引用最多的位错增殖机制，为F-R源机制（弗兰克-瑞德源），如图→b螺型位错AB，位错线段两端固定，在外加切应力作用下变弯并向外扩张，当两端弯出来的线段相互靠近时，C、D两点分别为正、负刃型位错，抵消并形成一闭合位错环和环内一小段弯曲位错线，然后继续。01已知使位错线弯曲至曲率半径为R时所需切应力τ为：02位错的萌生与增殖03晶体中位错的增殖04开始R→∞，故使位错弯曲的外加应力τ很小。当变为半园形时，R=1/2L最小，τ最大继续外弯时，R增大，τ减小。还有一些机制，如B-H机制、双交滑移增殖机制等。只有ττmax，位错才能不断向外扩张，源源不断产生位错环，起到增殖作用。5）位错的萌生与增殖

B、晶体中位错的增殖6）位错的塞积位错运动过程中除遇到其它位错而发生交截外，还可能遇到晶界，孪晶界，相界等障碍物而产生“塞积”现象。刃位错间相互斥力位错塞积群对位错源的反作用力此力与塞积群中的位错数目n成正比。塞积位错达到n后，外加力与塞积群反作用力平衡，外力不足以开动位错源，这时近似：关于位错塞积现象的讨论：式中：τ0为外加分切应力；l为位错源距障碍物的距离；k=（1-v）（注：上式推导见参考书《金属学》，上海交大出版社出版）可见，n取决于位错源到障碍物的距离l和外加分切应力，l一定时，n与τ0成正比。经计算，塞积群中任一位错i距障碍物的距离xi（n很大时）为：xi表示第i个位错距障碍物的距离，若以为xi的单位，可见在塞积群中每个位错距障碍物不是等距离排列，而是成指数关系。障碍物对塞积群的反作用力反作用力超过一定值时，就会把障碍物“冲垮”，这意味着晶体开始发生变形。按虚功原理计算该反作用力按虚功原理，若塞积群中n个位错在外应力τ0作用下局部前移了dx，外应力作功为nτ0·b·dx，障碍物对领先位错反作用力τb所作功为τb·dx。平衡时，nτ0b·dx=τ·b·dx∴τ=nτ0可见障碍物与领先位错间的作用力是外加分切应力的n倍，所以在障碍物处产生很大的应力集中，这样可能出现三种情况。在障碍物前端位错塞积，当应力大于一定值时，促使相邻晶粒的位错源开动（相邻晶粒位向发生改变）障碍物强度不够高，萌生微裂纹障碍物不坚硬时，位错切过7）位错的交割在滑移面上运动的某一位错，必与穿过此滑移面