实际晶体中的位错摘要.pptVIP

两全位错在各自的滑移面上发生分解，形成扩展位错A1B1，C1D1 , A2B2，C2D2 , 即： 在(111)面上： 在(111)面上： 皆为 Shockley 不全位错。 当两个扩展位错的领先不全位错C1D1 和C2D2 在外力作用下，滑移至两滑移面的交线上AD并相遇时，可以合成一个新位错： 请分析该位错反应为什么能进行？ 该位错位于两密排面的交角处，由三个不全位错和其间的层错构成，称为面角位错，或洛末-柯垂耳(Lomer-Cottrell) 位错，也叫“压杆位错”。是一个不动位错。 该压杆位错是一个不动位错。其滑移面为(001), b=a/6[110]。由于(001)面不是FCC的滑移面， b=a/6[110]也不是FCC的滑移矢量，因此其不能运动，而且会阻碍其他位错的运动，是形成FCC晶体加工硬化和断裂的重要原因。 * 3.2.4 实际晶体中的位错 实际上晶体中的位错决定于晶体结构及能量条件两个因素。在此特别讨论面心立方晶体中的位错。 (1)实际晶体结构中的单位位错——全位错 柏氏矢量为沿着滑移方向的原子间距的整数倍的位错称为全位错。若沿着滑移方向连接相邻原子的矢量为s，则全位错的柏氏矢量b=ns，n为正整数。当n=1时，这样的全位错的能量最低，此时位错称为单位位错，也称为完整位错。 单位位错的柏氏矢量一定平行于各自晶体的最密排方向。 面心立方结构：b为a/2110， 体心立方结构： b为a/2111 密排六方结构： b为a/31120 纸面为滑移 面(111)，左侧为未滑移区，右侧为已滑移区，均属正常堆垛，在已滑移区和未滑移区的交界处存在一个单位位错。当位错线在滑移面扫过之后，滑移面上下的原子排列整齐如旧。单位位错滑移时，不破坏滑移面上下原子排列的完整性，因此单位位错又称为完整位错。 FCC中全位错滑移时原子的滑动路径 B层原子的滑动分两步：B→C→B 如图中FCC晶体的滑移面为(111)晶面，柏氏矢量方向为[110]晶向，b=1/2[110]；半原子面(攀移面)为(110)晶面，其堆垛次序为ababab… FCC晶体的全位错的柏氏矢量应为b=a/2110，简写成b=1/2110。全位错的滑移面是{111}，刃型位错的攀移面（垂直于滑移面和滑移方向的平面）是{110}。 [112] 将滑移面(111)水平放置，攀移面(110)则为垂直位置，FCC中刃型全位错如图所示。由于形成位错时不能改变FCC的晶体结构，故在a层和b层之间必须插入b、a两层半原子面才能形成全位错。 (2)不全位错 在实际晶体中，存在的柏氏矢量小于最短平移矢量(即最近邻的两个原子间距)的位错叫部分位错。柏氏矢量不等于最短平移矢量的整数倍的位错叫不全位错。 不全位错沿滑移面扫过之后，滑移面上下层原子不再占有平常的位置，产生了错排，形成了堆垛层错(Stacking fault)。在密排面上，将上下部分晶体作适当的相对滑移，或在正常的堆垛顺序中抽出一层或插入一层均可形成层错。 金属中出现层错的几率与层错能的大小有关。在层错能高的材料如铝中，则其中看不到层错；在层错能低的材料如奥氏体不锈钢或α黄铜中，可能形成大量的层错。见表7-4。 层错破坏了晶体中正常的周期性，使电子发生额外的散射，从而使能量增加，但是层错不产生点阵畸变，因此层错能比晶界能低得多。 对于多层(111)面按ABCABC…顺序堆垛而成的FCC晶体，B层原子滑移到C位置时就形成了一层层错，增加了晶体的层错能。如果层错能较小，则B层原子会停留亚稳的C位置；若层错能较大，则B原子会连续滑移两次而回到B位置。 FCC中全位错滑移时原子的滑动距径B层原子的滑动分两步：B→C→B Shockley分位错的定义： 在FCC晶体中位于{111}晶面上柏氏矢量为b=a/6112 的位错。 晶体中的层错区与正常堆垛区的交界即是不全位错。在面心立方晶体中，存在两种不全位错，即是肖克莱(Shockley)不全位错和弗兰克(Frank)不全位错。 肖克莱(Shockley)不全位错(刃型)的结构 位错线左侧的正常堆垛区的原子由B位置沿柏氏矢量b2滑移到C位置，即层错区扩大，不全位错向左滑移。肖克莱不全位错可以是刃型、螺型和混合型。肖克莱不全位错可以滑移。 Shockley分位错的特点： (a) 位于孪生面上，柏氏矢量沿孪生方向，且小于孪生方向上的原子间距: (b) 不仅是已滑移区和未滑移