材料科学基础第三章-2_ppt课件

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1、第三章晶体缺陷3.1.2点缺陷的平衡浓度空位形成能(vacancyformationenergy):迁移能(migrationenergy)：通过热力学分析，在绝对零度以上的任何温度，晶体中最稳定的状态是含有一定浓度的点缺陷的状态，这个浓度称为该温度下晶体中点缺陷的平衡浓度(equilibriumconsistence)。经热力学推导：C=n/N=exp（△Sf/k）exp（－△Ev/kT）=Aexp（－△Ev/kT）C与T、Ev之间呈指数关系。T上升、C升高。例题3-2若FeO中5%的Fe2+氧化为Fe3+。为

2、维持电荷平衡，会产生离子空位。求1m3中有多少阳离子空位数。（已知：ro2-=0.14nm,rFe2+=0.076nm,rFe3+=0.064nm，假设在氧化过程中晶胞参数不变。）3.2位错位错（dislocation）是一种线缺陷,它是晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律错排现象；错排区是细长的管状畸变区,长度可达几百至几万个原子间距,宽仅几个原子间距位错和向错ABCDτ晶体局部滑移造成的刃型位错晶体局部滑移造成的刃型位错ABCD刃型位错立体示意图刃型位错的分类晶体局部滑移造成的刃型位错2.螺型位错(1)螺型

3、位错（screwdislocation）的图示(2)螺型位错的特点：教材P77～78的(1)～(6)点补充的是：(2)中：左、右旋分别用左(右)法则来判断：拇指指向螺旋前进的方向，而其余四指代表旋转方向，凡符合右手法则的称为右螺旋型位错，凡符合左手法则的称为左螺旋位错。二者无本质区别，无论将晶体如何放置都会改变其左、右的性质。(5)中：错位线周围的应力场呈轴对称分布螺型位错示意图晶体局部滑移造成的螺型位错比较刃型位错位错线形状？位错线的移动方向？滑移面？正应变和切应变螺型位错位错线形状？位错线的移动方向？滑移面？

4、只有切应变3.混合位错(1)混合位错（mixeddislocation）的图示(2) 混合位错特征:混合位错可分为刃型分量和螺型分量,它们分别具有刃位错和螺位错的特征。刃:ξ⊥b;螺:ξ∥b;位错环(dislocationloop)是一种典型的混合位错。3.2.2柏氏矢量1.柏氏矢量（Burgersvector）的确定：(1) 选定位错线的正方向(ξ)一般选定出纸面的方向为位错线的正向。(2)在实际晶体中作柏氏回路（Burgerscircuit）(3) 在完整晶体中按(2)中相同方向和步数作回路。回路不封闭，由终

5、点向起点作矢量，即为柏氏矢量。刃型位错的柏氏回路示意图刃型位错完整的柏氏回路刃位错的柏氏回路螺型位错的柏氏回路示意图螺型位错完整的柏氏回路2.用柏氏矢量判断位错类型用柏氏矢量判断位错类型:(1)刃型位错ξe⊥be右手法则:食指指向位错线方向，中指指向柏氏矢量方向，拇指指向代表多余半面子面位向，向上为正，向下为负。(2)螺型位错ξs∥bs正向（方向相同）为右螺旋位错，负向（方向相反）为左螺旋位错。(3)混合位错柏氏矢量与位错线方向成夹角φ刃型分量be螺型分量bs用矢量图解法表示位错:数量积、向量积等3.柏氏矢量的特

6、性－A柏氏矢量的物理意义:是一个反映位错性质以及由位错引起的晶格畸变大小的物理量。柏氏矢量特性:(1)用柏氏矢量可以表示位错区域晶格畸变总量的大小。柏氏矢量可表示位错性质和取向,即晶体滑移方向。柏氏矢量越大,位错周围晶体畸变越严重。(2)柏氏矢量具有守恒性。即一条位错线的柏氏矢量恒定不变。(3)柏氏矢量的唯一性。即一根位错线具有唯一的柏氏矢量。(4)柏氏矢量守恒定律。①位错分解②位错交于一点3.柏氏矢量的特性－B(5) 位错的连续性:可以形成位错环、连接于其他位错、终止于晶界或露头于表面,但不能中断于晶体内.(6

7、)  可用柏氏矢量判断位错类型刃型位错:ξe⊥be，右手法则判断正负螺型位错:ξs∥bs，二者同向右旋,反向左旋(7)柏氏矢量表示晶体滑移方向和大小.大小

8、b

9、，方向为柏氏矢量方向。(8) 刃型位错滑移面为ξ与柏氏矢量所构成的平面,只有一个；螺型位错滑移面不定,多个。(9)柏氏矢量可以定义为:位错为柏氏矢量不为0的晶体缺陷.3.2.3位错的运动基本形式:滑移和攀移滑移（slip）:攀移（climb）：除滑移和攀移还有交割（cross/interaction）和扭折（kink）1.位错的滑移位错的滑移(slippi

10、ngofdisloction):任何类型的位错均可进行滑移.(1)刃位错的滑移过程（教材图3.12）∥b、b⊥、滑移方向⊥、滑移方向∥b，单一滑移面。(2)螺型位错的滑移过程（教材图3.13）∥b、b∥、滑移方向⊥、滑移方向⊥b，非单一滑移面。可发生交滑移。(3)混合位错的滑移过程（教材图3.14）沿位错线各点的法线方向在滑移面上扩展，滑动方向垂直于位错线方向