第3-4章习题课课件.pptVIP

一、复习主要内容 晶体缺陷 固体中原子 及分子的运动 3.1 点缺陷 3.2 位错 3.3 表面和界面 3.1.1 点缺陷的类型 （1）金属晶体中的点缺陷 空位、间隙原子 、置换原子 （2）高分子晶体中的点缺陷 除了空位、间隙原子 、置换原子外，还有： a. 分子链上的异常键结合； b. 分子链位置发生交换； c. 分子链向相对方向折叠。 （3） 离子晶体中点缺陷 正负离子空位对、空位－间隙离子对 3.1.2 点缺陷的产生 平衡点缺陷及其浓度 过饱和点缺陷的产生 3.1.3 点缺陷对结构和性能的影响 点缺陷引起晶格畸变，能量升高，结构不稳定，易发生转变。 点缺陷的存在会引起性能的变化： (1)物理性质：如比热容、电阻率、扩散系数、介电常数等； (2)力学性能：采用高温急冷(如淬火)，大量的冷变形,高能粒子辐照等方法可获得过饱和点缺陷，如使σS提高； (3)影响固态相变，化学热处理等。 3.2 位 错 位错是一种线缺陷，它是晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律错排现象；错排区是细长的管状畸变区，长度可达几百至几万个原子间距，宽仅几个原子间距。 3.2.1 位错的基本类型和特征 位错的类型： 刃型位错 螺型位错 混合位错 1. 刃型位错 （1） 刃型位错的定义 晶体中位错线若垂直于滑移方向，则会存在一多余半排原子面，它象一把刀刃插入晶体中，使此处上下两部分晶体产生原子错排，这种晶体缺陷称为刃型位错。 （2）刃型位错标记 正刃型位错用“⊥”表示，负刃型位错用“┬”表示；其正负只是相对而言。 （3）刃型位错特征： 有一额外的半原子面，分正和负刃型位错； 是已滑移区与未滑移区的边界线，可是直线也可是折线和曲线，但它们必与滑移方向和滑移矢量垂直； 只能在同时包含有位错线和滑移矢量的滑移平面上滑移； 位错周围点阵发生弹性畸变，有切应变，也有正应变； 位错畸变区只有几个原子间距，是狭长的管道，故是线缺陷。 2.螺型位错 (1)螺型位错定义 晶体中位错线若平行于滑移方向，则在该处附近原子平面已扭曲为螺旋面，即位错线附近的原子是按螺旋形式排列的，这种晶体缺陷称为螺型位错。 (2)螺型位错的特点 无额外的半原子面，原子错排程轴对称，分右旋和左旋螺型位错； 一定是直线，与滑移矢量平行，位错线移动方向与晶体滑移方向垂直； 滑移面不是唯一的，包含螺型位错线的平面都可以作为它的滑移面； 位错周围点阵也发生弹性畸变，但只有平行于位错线的切应变而无正应变，即不引起体积的膨胀和收缩； 位错畸变区也是几个原子间距宽度，同样是线位错。 3.混合位错 (1)? 混合位错定义： 晶体中位错线既不平行也不垂直于滑移方向，即滑移矢量与位错线成任意角度，这种晶体缺陷称为混合型位错。 (2)?混合位错特征: 混合位错可分为刃型分量和螺型分量，它们分别具有刃位错和螺位错的特征。 刃:ξ⊥b ; 螺: ξ∥b ; 位错环是一种典型的混合位错。 4.位错的易动性 晶体中位错处的原子处于高能不太稳定状态，因此在切应力作用下原子很容易移动。含有位错晶体的滑移过程实质上是位错的运动过程，此过程中原子实际的位移距离远小于原子间距，这种滑移要比两个相邻原子面整体相对移动（即刚性滑移）容易得多。因此实际晶体滑移所需要的临界切应力便远远小于刚性滑移，换句话讲，晶体的实际强度比理论强度低得多。 3.2.2 柏氏矢量 1. 柏氏矢量物理意义： 用来描述位错区域原子的畸变特征的物理参量，称为柏氏矢量 。 2. 柏氏矢量的确定： (1)?选定位错线的正方向(ξ)，一般选定出纸面的方向为位错线的正向。 (2)在含有位错的实际晶体中作一个包含位错发生畸变的回路，然后将这同样大小的回路置于理想晶体中，此时回路将不能封闭，需引一个额外的矢量 b 连接回路，才能使回路闭合，这个矢量 b 就是实际晶体中位错的柏氏矢量。 3.用柏氏矢量判断位错类型 用柏氏矢量判断位错类型: (1)? 刃型位错 ξe⊥be 右手法则:食指指向位错线方向，中指指向柏氏矢量方向，拇指指向代表多余半面子面位向，向上为正，向下为负。 (2)? 螺型位错 ξs∥bs 正向（方向相同）为右螺旋位错，负向（方向相反）为左螺旋位错。 (3)? 混合位错 柏氏矢量与位错线方向成夹角φ 刃型分量be 螺型分量bs 用矢量图解法表示位错:数量积、向量积等 4. 柏氏矢量的特征： 用柏氏矢量可判断位错的类