《物理冶金学原理》4－位错理论宣讲培训.ppt

《物理冶金学原理》研究对象:;《物理冶金学原理》主要研究内容;晶体缺陷：Crystal Defects or Imperfections;晶体缺陷：Crystal Defects or Imperfections;点缺陷 Point Defects;任一温度T下晶体的平衡空位浓度;;获得非平衡空位（过饱和空位）的方法;二、间隙原子 Interstitial Atoms ?热力学不稳定的晶体缺陷;固溶强化Solid Solution Hardening;三、置换式原子Substitutional Atoms;固溶强化 Solid Solution Hardening or Strengthening;固溶强化及影响固溶强化的因素Solid Solution Hardening or Strengthening;;;线缺陷－位错Line Defects－Dislocations;1、晶体的理论强度（理想晶体的强度）与位错概念的提出;Slip Lines and Slip Steps on Single Crystal Surface ;Rigid Glide of a Crystal;晶体理论强度(tth?G/2p)与实际强度之间的巨大差异（相差3～4个数量级！）;位错概念的提出：晶体的塑性变形不是刚性滑移内部存在某种缺陷?应力集中达到tth ?原子局部滑动局部变形?变形量不同的区域?已滑移区与未滑移区的边界附近原子必然错排;2、位错的基本性质;位错的滑移矢量－柏氏矢量;位错柏氏矢量的守恒性;3、位错的基本类型及其基本特征与运动特点;1）刃型位错－Edge Dislocation;;刃位错的基本特征 ?柏氏矢量与位错线垂直;刃位错的形状: 直线\平面折线\任何平面曲线;刃位错攀移的条件：需要原子（空位）的长程扩散;Signs of Edge Dislocation确定刃位错的正负的法则－－右手法则;Glide Mobility of an Edge Dislocation刃位错滑移的移动性;Glide of an Edge Dislocation刃位错的滑移过程;;平面折线刃位错（割阶）－Jogs on a Dislocation;刃位错环－Edge Dislocation Loop;刃位错环－Edge Dislocation Loop;位错扭折－Kinks on Dislocation;;;;螺位错的正负号：左旋与右旋;螺位错的基本特征：?柏氏矢量与位错线平行！ （纯螺位错只能是直线）;螺位错[uvw]的交滑移 Cross-Slip of a Screw Dislocation [uvw];螺位错[uvw]的双交滑移 Double Cross-Slip of a Screw Dislocation [uvw];;[uvw]晶带;位错扭折－Kink on a Screw Dislocation;3）混合位错－Mixed Dislocation;混合位错－Mixed Dislocation;确定位错正负号的法则：???任意确定位错线的方向：刃位错?右手定则 螺位错?看是否同向;位错环的运动：不断扩大、移出晶体; 位错的弹性理论 Elasticity Theory of  Dislocations ?位错的应力场?位错的应变能?位错的线张力?位错间的交互作用 ; 连续介质弹性力学?各向同性?连续介质?弹性变形－虎克定律;复杂应力条件下的应力、应变表示方法： 应力单元与应变单元;1、位错的连续介质模型与位错的应力场?挖去位错中心区晶格非弹性变形区域?位错中心区外为弹性变形状态?求应变场－虎克定律求应力场;位错的连续介质模型;应变场：gqz = b/2pr应力场： tqz = G.gqz  = (Gb)/2pr;应力场： tqz = G.gqz  = (Gb)/2pr?纯切应力场!?应力场轴向对称！?无正应力分量！;刃位错的应力场：;刃位错的应力场特点：很复杂！?正应力：y=0, sxx=syy=0; y0, sxx0压应力；y0, sxx0 拉应力；?切应力：当X=0及x=y时: 切应力为零；当y=0时:切应力最大;;;2、位错的弹性应变能Elastic Strain Energy of a Dislocation  E = Ecore + Eelastic 位错中心区应变能约占10～20％ E ?