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第八章 位错理论基础 1. 位错的运动 内 2. 位错的应力场 容 提 3. 位错与缺陷的交互作用 要 4. 位错的起源与增殖 5. 实际晶体中的位错 8.1 位错运动 晶体中的位错可以运动。 位错运动的作用： • 导致晶体塑性变形； • 影响晶体的强度与塑性； • 可能引起裂纹，晶体断裂倾向增大； • 其它。 位错运动的基本形式： 滑移和攀移 一.位错的滑移 在切应力作用下，位错沿滑移面的运动称为 位错的滑移。 滑移面是密排面，结构不同滑移面不同。 位错滑移使晶体变形，但体积不变。 1.刃型位错的滑移 刃型位错具有唯一的滑移面。 刃型位错的滑移方向与b、平行，与位错线 垂直。 刃型位错滑移示意图 原子移动示意图 2.螺型位错的滑移 螺型位错具有多个滑移面，但须是密排面。 螺型位错的滑移方向与b、的方向垂直。 螺型位错滑移示意图 螺型位错的交滑移： 在一个滑移面上滑移受阻时，转移到另一滑 移面继续滑移的现象。刃位错不能交滑移。 螺型位错的双交滑移： 已发生交滑移的螺位错再次 转回到原来滑移面继续滑移的现象。 3.位错环（混合位错）的滑移 在切应力τ作用下，位错环各点沿其法线方向 移动，位错环扩大。 如τ反向，位错环各点沿其法线方向的反方向 移动，位错环缩小。 4.位错移动时各向量间的关系 几个向量： 位错线l,位错b,位错运动方向,晶体滑动方向V 约定： 刃型位错- l ×b向上为正(指向多余半原子面)， 向下为负。 螺型位错- l ∥b为右旋螺位错，反之为左螺位错。 注意： 位错l和b 的方向无特殊意义, 主要用于讨论位错 性质和行为。 各向量间的关系: 刃型位错: l ⊥b 螺型位错: l ∥b l ×规则： l ×指向的晶体 运动方向与b 同向。 这一规则适用于 所有类型的位错（刃型、螺型、混合型）。 5.位错滑移的点阵阻力(P-N力) 位错滑移会受到晶体点阵的阻力， 源自滑移面上下两层原子发生位移和错配导 致能量的变化，称其为点阵阻力，表示式为 b-位错柏氏矢量大小； W-称为位错宽度，一般w=(1-10)b。 位错受到的作用力大于点阵阻力时，才能进行 滑移。 晶体特性与P-N 力： •fcc结构的位错宽度W大，其P-N力小，故其 容易屈服； •bcc相反，其屈服应力大； •共价键和离子键晶体的位错宽度很小，所以 表现出硬而脆的特性。 滑移面、滑移方向与P-N力： •P-N力与(-d/b)成指数关系； •密排面的面间距d最大，降低P-N力； •沿密排方向的位错线最稳定，因为相邻密排 方向之间的间距b大，因而P-N力也大。 二. 位错的攀移 位错垂直于滑移面方向的运动称为攀移。 只有刃型位错能够攀移。 刃型位错攀移示意图 攀移的特点： •刃型位错能攀移，螺型位错不能攀移； •刃型位错的攀移相当于多余半原子面的伸长或 缩短，需要原子迁移到或迁移出刃部位臵的。 •攀移的阻力比滑移大的多, 温度低时难进行。 •攀移使晶体体积发生变化。 三.运动位错的交割 位错在滑移面上运动时,会切割穿过滑移面的其 它位错,位错的相互切割称为位错的交割。位错 交割时发生相互作用,对材料的强化、点缺陷的 产生等有重要意义。 1.刃型位错间的交割 b1 b相互垂直的刃型位错： b2 •位错交割后,每个位错 都会产生一个与另一个 位错的b相等的台阶。 •如果台阶的滑移面和位错的滑移面相同,则称它 为扭折。 •扭转可以因线张力作用通过滑移而消失。 •如果位错台阶的滑移面和这个位错的滑移面不 同,不能通过滑移而消失,这种台阶称为割阶。 两个b相互垂直的刃型 位错交割后，b 位错上 2