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Ch3 晶界 Ch3 晶界 3.1 小角晶界的位错模型 3.2 大角晶界 3.3 晶界的能量 3.4 晶界的偏析 3.5 晶界的运动 3.6 相界的位错模型 3.1 小角晶界的位错模型 一、小角晶界 二、小角晶界的几何公式 一、小角晶界 （一）倾侧晶界 （二）扭转晶界及一般晶界 （一）倾侧晶界 （二）扭转晶界及一般晶界 二、小角晶界的几何公式 晶界位错模型的实验证明 3.2 大角晶界 一、过冷液体模型 二、小岛模型 三、斯莫留乔夫斯(Smoluchows)模型 四、重合位置点阵 五、晶界的重合边界模型 一、过冷液体模型 晶界大约只有2－3个原子厚度； 与过冷液体相似，呈非晶态； 若沿晶界施以切应力，这种过冷液体可以作粘滞性的流动； 问题： 1.过冷液体是热力学上不稳定的，而晶界的存在符合热力学平衡条件； 2.过冷液体模型意味着在晶界层将有2个固－液界面，一共才有2－3个原子厚度的晶界层要有2个固－液界面，这是难实现的。 二、小岛模型 晶界由许多小岛屿组成，岛的直径约为几个原子间距； 岛中原子配置严整有序； 岛分布在原子配置混乱的区域中； 以上2种模型相近，皆认为晶界与晶粒的结构无原则区别，只是晶界上存在着一些空位多的区域而已； 这2种模型对滑移作了较好的解释。 三、斯莫留乔夫斯(Smoluchows)模型 斯莫留乔夫斯(Smoluchows)模型认为： 四、重合位置点阵 五、晶界的重合边界模型 3.3晶界的能量 3.4 晶界的偏析 晶界偏析的驱动力 3.5 晶界的运动 晶界的运动分移动和滑动两种方式； 移动是晶界沿垂直于晶面方向的迁移； 滑动是相邻晶粒沿晶界滑动； 小角度晶界只有移动； 大角度晶界既有移动，又有滑动； 晶界的运动可以引起金属的组织及性能的变化。 一、小角度晶界的移动 二、大角度晶界的滑动与移动 一、小角度晶界的移动 二、大角度晶界的滑动与移动 3.6 相界的位错模型 * * 对称倾侧晶界是具有1个自由度的晶界 一般倾侧晶界是具有2个自由度的晶界 =(b/2)sin(θ/2)sinφ =(b/2)sin(θ/2)cosφ 扭转晶界是1个自由度的晶界，其旋转轴的单位矢量u=晶界面法线的单位矢量n 所需的两组螺位错网络间距D为： 一般晶界是5个自由度的晶界，因为既要指明两相邻晶粒间的取向差(θ1、θ2、θ3) ，又要指明晶界相对于一个晶粒的取向关系(ω1、ω2) 。 通过以上讨论可知： 倾侧晶界由一系列刃型位错组成； 扭转晶界由一系列螺位错组成； 小角晶界均应由一系列刃位错和一系列螺位错组成，只是倾侧晶界上螺位错的符号交替变化，平均效果为零，而扭转晶界的刃位错符号交替变化，效果也为零而已。 符合 阴影区：若干位错凝聚 的大位错区，“坏区”； 空白区：“好区”。 位错滑移 位错攀移 位错滑移与攀移