体心立方滑移

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1、体心立方的滑移同组人：苏琳琳冯瑞董林楠于雷1.实际晶体中位错的分类简单立方晶体中位错的柏氏矢量b总是等于点阵矢量。但实际晶体中，位错的柏氏矢量b除了等于点阵矢量外，还可能小于或大于点阵矢量。通常把柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为“单位位错”；把柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错称为“全位错”，全位错滑移后晶体原子排列不变；把柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错称为“不全位错”，不全位错滑移后原子排列规律发生变化。2.实际晶体中位错的柏氏矢量实际晶体结构中，位错的柏氏矢量不能是任意的，它要符合晶体的结构条件和能量条件。晶体的结构

2、条件是指柏氏矢量必须连接一个原子平衡位置到另一平衡位置。从能量条件看，由于位错能量正比于b2，b越小越稳定，即单位位错是最稳定的位错。柏氏矢量b的大小和方向用b=C[uvw]表示，其中：C为常数，[uvw]为柏氏矢量的方向，柏氏矢量的大小为：。表1给出典型晶体结构中，单位位错的柏氏矢量及其大小和方向。表1典型晶体结构中单位位错的柏氏矢量3.位错反应(DislocationReaction)位错反应就是位错的合并(Merging)与分解(Dissociation)，即晶体中不同柏氏矢量的位错线合并为一条位错线或一条位错线分解成两条

3、或多条柏氏矢量不同的位错线。位错使晶体点阵发生畸变，柏氏矢量是反映位错周围点阵畸变总和的参数。因此，位错的合并实际上是晶体中同一区域两个或多个畸变的叠加，位错的分解是晶体内某一区域具有一个较集中的畸变，松弛为两个或多个畸变。位错反应能否进行，取决于下列两个条件：A几何条件根据柏氏矢量的守恒性，反应后诸位错的柏氏矢量之和应等于反应前诸位错的柏氏矢量之和，即（4-1）B能量条件从能量角度要求，位错反应必须是一个伴随着能量降低的过程。由于位错的能量正比于其柏氏矢量的平方，所以，反应后各位错的能量之和应小于反应前各位错的能量之和，即（4

4、-2）分析位错反应时，一般先用几何条件确定位错反应是否可以进行，然后再利用能量条件来判定位错反应的方向。4.体心立方晶体(Body-centeredCubicCrystal)中的位错在体心立方晶体中以密排方向<111>为滑移方向，全位错的柏氏矢量为<111>，相应的滑移面有{110}、{112}、{123}。由于这三种滑移面均含有相同的<111>方向，使螺型位错易于交滑移。在低温变形的体心立方结构金属中，所观察到的位错多为长而直的螺型位错。这说明，同刃型位错相比，螺型位错的可动性较差，是控制体心立方结构金属滑移特性的主要位错组态

5、。4.1全位错的合成反应(SyntheticReactionofPerfectDislocation)在体心立方晶体中常见的全位错除了位错外，还有柏氏矢量为a<001>的位错，有时可在位错网络中观察到。a<001>型全位错可由两个型全位错经合成反应而获得，即如图4.16所示，若沿(101)面上具有柏氏矢量为的位错与沿面上的具有柏氏矢量为的位错相遇时，便可按上述反应合成新位错。图4.16[001]全位错的形成与解理裂纹成核合成的新位错线沿着两滑移面和的交线[010]方向，而柏氏矢量为a[001]，是一种不动位错，其相应的半原子面又

6、恰好沿着解理面（001），易于成为萌生解理裂纹(CleavageCrack)的部位，如图4.16（b）所示。4.2层错(StackingFault)n在体心立方晶体中，以{110}面的密排程度最大，故可以把体心立方晶体看成是由{110}面堆垛而成。如图4.17所示，两个相邻的面上原子的堆垛次序为ABABAB…，两层一循环。可供第二层原子占据的B位置为马鞍型凹窝。图4.17面上相邻两层原子的分布图在凹窝中心两侧处各有两个同等稳定的位置B1和B2都是B层原子可以占据的能量极小处，从而为形成层错提供了可能性。显然，若将某一B层原子的位

7、置向凹窝中心B1或B2错动时，便可得到两种滑移型层错：滑移型曾错…ABABAB1AB1AB1…或…ABABAB2AB2AB2…（4-4）图4.17面上相邻两层原子的分布图在体心立方晶体中，还有一种在{112}面上形成层错的可能性。{112}面是体心立方晶体中最常见到的滑移面，也是孪晶面(TwinningPlane)，为形成层错提供了有利条件。但{112}不是密排面，不能按刚球密堆方式逐层堆垛，如图4.18（a）所示。若沿方向观察时，可将面上各原子在（110）面上的投影示于图4.18（b）。n图中标以A、C和E的原子位于（110）

8、面上，用“○”表示；而标以B、D和F的原子沿方向与（110）面相距，用“□”表示。可见面的堆垛特点是每六层为一循环周期，即…ABCDEFABCDEFAB…（4-5）n而且，由于相邻两层面上的原子沿方向高度不同，又可将体心立方晶体的堆垛特点按面的堆垛周期中每两层为