材料微观结构第五章位错和层错的电子衍射衬度分析3

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1、Questions出现位错双像的两个原因是什么？给出右图所示四种情况下的操作反射g和偏离参量s的正负观察不全位错时，g۰b的值为多少时可以观察到较佳的衬度？5.2.5几种典型位错组态分析示例1.Frank-Read位错源发出的位错环2.位错塞积3.位错网络的形成4.位错的攀移，割阶和弯结5.面角位错位错的增殖一条滑移带(100~200nm)是成千根位错(0.1nm)滑出晶体的贡献.严重冷加工金属塑性形变过程中,位错在不断增加,甚至可以达到1011~1012cm-2的数量级.说明晶体中一定存在着某种使位错不断增殖的源.Frank-Read位错源就是一种常见的位错源.F

2、rank-ReadSource:isanextensiontotheirfirstmodel.ConsiderthedislocationlineDD’ontheslipplane(aspaper)inFig.(a)Fig.(c)aslinecontinuestoexpand,dislocationbecomesunstable;HeldbybarrierbAppliedshear(a)DD’(b)DD’(c)mnDD’Fig.(e)Sincemandn,whichmoveinoppositedirectionsunderthesamestress,havethe

3、sameBurger’svectorbutoppositelinesense,theycanannihilateandgeneratealargeouterloop,continuetoexpand,andregenerateDD’.(d)mnDD’(e)DD’Fig.(b)dislocationlinebowsoutuponloading;Fig.(d)dislocationcanexpandfurtherandsegmentsmandnareabouttoannihilateonmeeting.上述发射位错环的过程可以继续下去,围绕原位错形成许多位错环,如图(f

4、).这些位错不断扩展,直至抵达上下试样表面,在截取试样时,便可得到图(g)所示的两种情况:一是完整的半个环,如”L”;二是变成相对环抱的两个弧段,如”PP”.交滑移也可以使位错增殖图中白色平面为面心立方的三个(1-10)面,它们是主滑移面,彼此平行.阴影的两个平面(O,K)为与主滑移面相交的交滑移面.AB为位错源,由它产生一系列位错环,最外的位错环的一段到达界面C,D处发生交滑移,沿O面滑移至平行的第二个(1-10)上面,在E,F两点被割阶所钉扎,于是在此滑移面上,重复刚刚发生的过程.交滑移→割阶钉扎→发射位错,周而复始.2.位错塞积(Pile-up)在切应力作用下

5、,由位错源产生的位错沿滑移面作定向运动,遇到障碍物时,它们被阻止并塞积在障碍物前,称为位错塞积.常见的障碍物为:晶界,第二相质点或其它缺陷.先行的位错对后来的位错有一斥力,整个塞积群对位错源也有反作用力,塞积群中位错数目越多,这种作用于源的反作用力也越大,直至阻止源继续发射位错.塞积列中的位错数n与滑移方向的分切应力τ0和源与障碍物间的距离L有如下关系:式中,k为与位错性质有关的系数.对螺位错k=1;对刃位错k=1-v,v为泊松比,G是晶体切变模量,b是柏氏矢量的模.塞积群中的各个位错既受外加应力τ0的作用,也受到其前后位错应力场的作用,随它在列中的位置而异,即各位

6、错的受力状态是不同的.设从障碍物一端算起第i个位错遇到障碍物的距离为xi,则有:列中位错的分布是不均匀的,越靠近障碍物越密.塞积列中的最前端领先位错承受着很大的应力集中,分析指出,其数值为外切应力τ0的n倍.后果：随着塞积群中位错数目n的增加,应力集中也不断加大.达到一定程度时,塞积群的某些位错的螺型分量,可以越过障碍发生交滑移;更多的情况是在障碍物处萌生微裂纹造成破坏,在形变的持续作用下,可使微裂纹长大超过临界尺寸,引发宏观破坏.3.另一种情况是引发塞积处相邻晶粒位错源的开动,发射新的位错,如图(a)的P处.我们发现，观察到的位错列并非一定出于同一滑移面，见照片3

7、和75。为了更好地利用位错塞积这一微观结构参数描述和材料强化有关的问题，我们建议引入单个滑移面平均位错列密度ρt的概念，以和表面位错列密度ρs区别，它们的关系是n为有塞积位错的平行滑移面数3.位错网络的形成设想FCC晶体中有相交平面A和B，A上有位错塞积群，其b为DC，B上有螺位错，b=CB，它们相交截时二者相差120°，应产生下述反应，反应的产物是柏氏矢量为DB的位错：由线张力作用，为维持结点处的平衡，最终将形成图c的状态。可以设想，若B平面不是一个平面，而是一组平面，即与A面位错列发生反应的是CB位错列，其结果将是如图d的六角位错网络。4．位错的攀移、割阶和