晶体结构缺陷三.pptVIP

第1页，共35页，星期日，2025年，2月5日一、晶体的塑性和强度二、位错的类型三、位错的伯格斯矢量（Burgersvector）及位错的性质四、位错的应力场与应变能五、位错的运动六、位错的反应第2页，共35页，星期日，2025年，2月5日一、晶体的塑性和强度（一）完整晶体的塑性变形方式1.晶体在外力作用下的滑移2.晶体在外力作用下的孪生（二）完整晶体的理论切变强度第3页，共35页，星期日，2025年，2月5日（一）完整晶体的塑性变形方式1.晶体在外力作用下的滑移（图２－６）滑移的定义滑移的结果滑移的可能性（滑移系统）：在最密排晶面（称为滑移面）的最密排晶向（称为滑移方向）上进行晶体滑移的临界分切应力（?c）：开动晶体滑移系统所需的最小分切应力2.晶体在外力作用下的孪生在外力作用下，晶体的一部分相对于另一部分，沿着一定的晶面和晶向发生切变，切变之后，两部分晶体的位向以切变面为镜面呈对称关系。第4页，共35页，星期日，2025年，2月5日图2-6外力作用下晶体滑移示意图（微观）

ττ第5页，共35页，星期日，2025年，2月5日图2-7单晶试棒在拉伸应力作用下的变化（宏观）

（a）变形前（b）变形后第6页，共35页，星期日，2025年，2月5日

?图2-8面心立方晶体（111）孪生示意图(b)（）晶面：孪生过程中（111）晶面的移动情况(a)孪生面、孪生方向的方位第7页，共35页，星期日，2025年，2月5日（二）完整晶体的理论切变强度按照完整晶体滑移模型，使晶体滑移所需的临界切应力，即使整个滑移面的原子从一个平衡位置移动到另一个平衡位置时，克服能垒所需要的切应力，晶面间的滑移是滑移面上所有原子整体协同移动的结果，这样可以把晶体的相对滑移简化为两排原子间的滑移，晶体的理论切变强度?m为：Gx/a=?msin（2?x/?）=?m2?x/?当x很小时，于是，?m=G?/（2?a）对于简单立方晶体，a=?，则?m=G/（2?）第8页，共35页，星期日，2025年，2月5日滑移机理所施加的力必须足以使原子间的键断裂，才能产生滑移压力大小约为E/15F第9页，共35页，星期日，2025年，2月5日二、位错的类型晶体在不同的应力状态下，其滑移方式不同。根据原子的滑移方向和位错线取向的几何特征不同，位错分为刃位错、螺位错和混合位错。第10页，共35页，星期日，2025年，2月5日（一）、刃位错形成及定义（图2-11）：晶体在大于屈服值的切应力?作用下，以ABCD面为滑移面发生滑移。EF是晶体已滑移部分和未滑移部分的交线，犹如砍入晶体的一把刀的刀刃，即刃位错（或棱位错）。几何特征：位错线与原子滑移方向相垂直；滑移面上部位错线周围原子受压应力作用，原子间距小于正常晶格间距；滑移面下部位错线周围原子受张应力作用，原子间距大于正常晶格间距。分类：正刃位错，“?”；负刃位错，“T”。符号中水平线代表滑移面，垂直线代表半个原子面。第11页，共35页，星期日，2025年，2月5日图2-11刃位错示意图第12页，共35页，星期日，2025年，2月5日（二）、螺位错形成及定义（图2-12）：晶体在外加切应力?作用下，沿ABCD面滑移，图中EF线为已滑移区与未滑移区的分界处。由于位错线周围的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。几何特征：位错线与原子滑移方向相平行；位错线周围原子的配置是螺旋状的。分类：有左、右旋之分，分别以符号“?”和“?”表示。其中小圆点代表与该点垂直的位错，旋转箭头表示螺旋的旋转方向。它们之间符合左手、右手螺旋定则。第13页，共35页，星期日，2025年，2月5日图2-12螺位错形成示意图第14页，共35页，星期日，2025年，2月5日图2-13（b）螺位错滑移面两侧晶面上原子的滑移情况（a）与螺位错垂直的晶面的形状第15页，共35页，星期日，2025年，2月5日在外力?作用下，两部分之间发生相对滑移，在晶体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向（伯氏矢量b），这样的位错称为混合位错。如图2-14所示。位错线上任意一点，经矢量分解后，可分解为刃位错和螺位错分量。晶体中位错线的形状可以是任意的，但位错线上各点的伯氏矢量相同，只是各点的刃型、