位错习题解答

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1、练习题Ⅲ（金属所）1.简单立方晶体，一个Volltera过程如下：插入一个(110)半原子面，然后再位移，其边缘形成的位错的位错线方向和柏氏矢量是什么？2.在简单立方晶体中有两个位错，它们的柏氏矢量b和位错的切向t分别是：位错(1)的b(1)=a[010]，t(1)=[]；位错(2)的b(2)=a[010]，t(2)=[]。指出两个位错的类型以及位错的滑移面。如果滑移面不是惟一的，说明滑移面所受的限制。3.以一个圆筒薄壁“半原子面”插入晶体，在圆筒薄壁下侧的圆线是不是位错？4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。如果弹

2、性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大?这个结果说明什么？5.面心立方晶体两个平行的反号刃型位错的滑移面相距50nm，求它们之间在滑移方向以及攀移方向最大的作用力值以及相对位置。已知点阵常数a=0.3nm，切变模量G=7´1010Pa，n=0.3。6.当存在过饱和空位浓度时，请说明任意取向的位错环都受一个力偶作用，这力偶使位错转动变成纯刃型位错。7.面心立方单晶体（点阵常数a=0.36nm）受拉伸形变，拉伸轴是[001]，拉伸应力为1MPa。求b=a[]/2及t平行于[]的位错在滑移和攀移方向所受的力。8

3、.若空位形成能为73kJ/mol，晶体从1000K淬火至室温（约300K），b约为0.3nm，问刃位错受的攀移力有多大?估计位错能否攀移？9.当位错的柏氏矢量平行x1轴，证明不论位错线是什么方向，外应力场的s33分量都不会对位错产生作用力。10.证明在均匀应力场作用下，一个封闭的位错环所受的总力为0。11.两个平行自由表面的螺位错，柏氏矢量都是b，A位错距表面的距离为l1，B位错距表面的距离为l2，l2>l1，晶体的弹性模量为m。求这两个位错所受的映像力。12.一个合金系，在某一温度下的fcc和hcp结构的成分自由能-成分曲线

4、在同一成分有最小值。问这个成分合金在该温度下的扩散位错会不会出现铃木气团？为什么？13.设使位错滑移需要克服的阻力（切应力）对铜为9.8´105Pa，对3%Si-Fe合金为1.5´108Pa，铜、3%Si-Fe合金的切变模量m分别是4´1010Pa以及3.8´1011Pa。问它们在表面的低位错密度层有多厚？已知点阵常数aCu=0.36nm，aFe-Si=0.28nm。14.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺型位错。(1)在(001)面有1个b=[010]的刃型位错和它相割，相割后在两个位错上产生弯结还是割阶？(2

5、)在(001)面有一个b=[100]的螺型位错和它相割，相割后在两个位错上产生弯结还是割阶？15.立方单晶体如图所示，三个平行的滑移面上各有两个位错，位错的正向及柏氏矢量如图中箭头所示：bⅠ、bⅢ、bⅤ和bⅥ平行[010]方向，bⅡ平行[100]方向，bⅣ平行于方向，所有柏氏矢量的模相等；在s32作用下，假设位错都可以滑动。位错滑动后，问A相对3-11A'、B相对B'、C相对C’和D相对D’位移了多少？1.在面心立方晶体中，把2个平行的同号螺位错从100nm推近到8nm作功多少?已知a=0.3nm，m=7´1010Pa。2.晶

6、体中，在滑移面上有一对平行刃位错，它们的间距该多大才不致在它们的交互作用下发生移动?设位错的滑移阻力（切应力）为9.8´105Pa，n=0.3，m=5´1010Pa。(答案以b表示)3.设沿位错每隔103b长度有一个割阶，外力场在滑移面滑移方向的分切应力为5´105Pa，求位错在室温（约300K）下的滑移速度。b=0.3nm，自扩散系数Ds=0.009exp(-1.9eV/kT)cm2×s-1。练习题Ⅲ解答（金属所）1.简单立方晶体，一个Volltera过程如下：插入一个(110)半原子面，然后再位移，其边缘形成的位错的位错线

7、方向和柏氏矢量是什么？解：当简单立方晶体插入一个(110)半原子面，因为(110)面的面间距是[110]/2，相当Volltera过程的割面是(110)，并相对位移了[110]/2，再填入半个(110)原子面；现在割面还要相对位移，即整个Volltera过程的位移为[110]/2+=[010]。所以在边缘的位错的的柏氏矢量b=[010]，(110)半原子面的边缘是位错，并考虑到刃型分量位错的版原子面的位置，位错线方向。2.在简单立方晶体中有两个位错，它们的柏氏矢量b和位错的切向t分别是：位错(1)的b(1)=a[010]，t(

8、1)=[]；位错(2)的b(2)=a[010]，t(2)=[]。指出两个位错的类型以及位错的滑移面。如果滑移面不是惟一的，说明滑移面所受的限制。解：位错(1)的b(1)×t(1)=，柏氏矢量与位错线平行但反向，所以是左螺位错。如果不考虑晶体学的限制，则以位错线为晶带轴的晶带的