晶体缺陷与固溶体.pptVIP

（1）?????可以通过柏氏矢量和位错线的关系来判断位错特征。b⊥t时为刃型位错，b∥t为螺型位错，对于混合型位错，b和t的角度在0°和90°。

（2）?????位错的滑移面包含柏氏矢量和位错线。

（3）?????对于一根位错线而言，柏氏矢量是固定不变的。

（4）?????位错线不能终止于完整晶体之中。

第30页，共53页，星期日，2025年，2月5日练习1

如图，位错环的柏氏矢量正好处于滑移面上。（1）判断各段位错线的性质。（2）在图中所示切应力的作用下，位错线将如何移动。（3）该位错环运动出晶体后，晶体的外形将发生怎样的改变。第31页，共53页，星期日，2025年，2月5日练习2

晶面上有一位错环，确定其柏氏矢量，该位错环在切应力作用下将如何运动？第32页，共53页，星期日，2025年，2月5日5.3.3位错的弹性性质

1.位错的应力场

晶体中存在位错时，位错线附近的原子偏离了正常位置，引起点阵畸变，从而产生应力场。

在位错的中心部，原子排列特别紊乱，超出弹性变形范围，虎克定律已不适用。中心区外，位错形成的弹性应力场可用各向同性连续介质的弹性理论来处理。

分析位错应力场时，常设想把半径约为0.5～1nm的中心区挖去，而在中心区以外的区域采用弹性连续介质模型导出应力场公式。第33页，共53页，星期日，2025年，2月5日（1）螺型位错的应力场第34页，共53页，星期日，2025年，2月5日采用圆柱坐标系。在离开中心r处的切应变为

其相应切应力

式中，G为切变模量。由于圆柱只在Z方向有位移，X,Y方向无位移，所以其余应力分量为零。

螺型位错应力场是径向对称的，即同一半径上的切应力相等。且不存在正应力分量。第35页，共53页，星期日，2025年，2月5日（2）刃型位错应力场第36页，共53页，星期日，2025年，2月5日刃型位错周围的应力场第37页，共53页，星期日，2025年，2月5日2.位错的应变能

位错的存在引起点阵畸变，导致能量增高，此增量称为位错的应变能，包括位错核心能与弹性应变能。其中弹性应变能约占总能量90%。

由弹性理论可知：弹性体变形时，单位体积内的应变能等于应力乘以其相应的应变的二分之一。

对于螺型位错，单位长度螺旋位错的弹性应变能为

对于刃型位错，单位长度的弹性应变能为第38页，共53页，星期日，2025年，2月5日第1页，共53页，星期日，2025年，2月5日主要内容位错：位错的基本类型、位错的运动、位错的弹性性质、位错的来源和位错的增殖；面缺陷：晶界与亚晶界。重点内容1.位错线、位错移动方向、滑移面、切应力方向、柏氏矢量之间的关系。2.柏氏矢量的确定。3.位错的应变能。4.位错的来源。第2页，共53页，星期日，2025年，2月5日位错概念的提出

用于解释晶体的塑性变形。5.3位错

Dislocation,位错是原子的一种特殊组态，是一种具有特殊结构的晶格缺陷，也称为线缺陷。第3页，共53页，星期日，2025年，2月5日晶体的理论切变强度：一般金属：τm=104~105MPa实际金属单晶：1~10MPa第4页，共53页，星期日，2025年，2月5日GeoffreyTaylor爵士1934年提出位错的概念τττ第5页，共53页，星期日，2025年，2月5日

5.3.1位错的基本类型

1.刃型位错

设有一简单立方结构的晶体，在切应力的作用下发生局部滑移，发生局部滑移后晶体内在垂直方向出现了一个多余的半原子面，显然在晶格内产生了缺陷，这就是位错，这种位错在晶体中有一个刀刃状的多余半原子面，所以称为刃型位错。

通常称晶体上半部多出原子面的位错为正刃型位错，用符号“┴”表示，反之为负刃型位错，用“┬”表示。

第6页，共53页，星期日，2025年，2月5日正刃型位错位错线第7页，共53页，星期日，2025年，2月5日负刃型位错第8页，共53页，星期日，2025年，2月5日透射电镜下观察到的位错线第9页，共53页，星期日，2025年，2月5日2.螺型位错

设想在简单立方晶体右端施加一切应力，使右端ABCD滑移面上下两部分晶体发生一个原子间距的相对切变，在已滑移区与未滑移区的交界处，AB线两侧的上下两层原子发生了错排和不