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1、第八章位错理论基础1.位错的运动内2.位错的应力场容提3.位错与缺陷的交互作用要4.位错的起源与增殖5.实际晶体中的位错8.1位错运动晶体中的位错可以运动。位错运动的作用：•导致晶体塑性变形；•影响晶体的强度与塑性；•可能引起裂纹，晶体断裂倾向增大；•其它。位错运动的基本形式：滑移和攀移一.位错的滑移在切应力作用下，位错沿滑移面的运动称为位错的滑移。滑移面是密排面，结构不同滑移面不同。位错滑移使晶体变形，但体积不变。1.刃型位错的滑移刃型位错具有唯一的滑移面。刃型位错的滑移方向与b、平行，与位错线垂直。刃型位
2、错滑移示意图原子移动示意图2.螺型位错的滑移螺型位错具有多个滑移面，但须是密排面。螺型位错的滑移方向与b、的方向垂直。螺型位错滑移示意图螺型位错的交滑移：在一个滑移面上滑移受阻时，转移到另一滑移面继续滑移的现象。刃位错不能交滑移。螺型位错的双交滑移：已发生交滑移的螺位错再次转回到原来滑移面继续滑移的现象。3.位错环（混合位错）的滑移在切应力τ作用下，位错环各点沿其法线方向移动，位错环扩大。如τ反向，位错环各点沿其法线方向的反方向移动，位错环缩小。4.位错移动时各向量间的关系几个向量：位错线l,位错b,位错运动方
3、向,晶体滑动方向V约定：刃型位错-l×b向上为正(指向多余半原子面)，向下为负。螺型位错-l∥b为右旋螺位错，反之为左螺位错。注意：位错l和b的方向无特殊意义,主要用于讨论位错性质和行为。各向量间的关系:刃型位错:l⊥b螺型位错:l∥bl×规则：l×指向的晶体运动方向与b同向。这一规则适用于所有类型的位错（刃型、螺型、混合型）。5.位错滑移的点阵阻力(P-N力)位错滑移会受到晶体点阵的阻力，源自滑移面上下两层原子发生位移和错配导致能量的变化，称其为点阵阻力，表示式为b-位错柏氏矢量大小；W-称为位错宽度，一
4、般w=(1-10)b。位错受到的作用力大于点阵阻力时，才能进行滑移。晶体特性与P-N力：•fcc结构的位错宽度W大，其P-N力小，故其容易屈服；•bcc相反，其屈服应力大；•共价键和离子键晶体的位错宽度很小，所以表现出硬而脆的特性。滑移面、滑移方向与P-N力：•P-N力与(-d/b)成指数关系；•密排面的面间距d最大，降低P-N力；•沿密排方向的位错线最稳定，因为相邻密排方向之间的间距b大，因而P-N力也大。二.位错的攀移位错垂直于滑移面方向的运动称为攀移。只有刃型位错能够攀移。刃型位错攀移示意图攀移的特点：•刃
5、型位错能攀移，螺型位错不能攀移；•刃型位错的攀移相当于多余半原子面的伸长或缩短，需要原子迁移到或迁移出刃部位臵的。•攀移的阻力比滑移大的多,温度低时难进行。•攀移使晶体体积发生变化。三.运动位错的交割位错在滑移面上运动时,会切割穿过滑移面的其它位错,位错的相互切割称为位错的交割。位错交割时发生相互作用,对材料的强化、点缺陷的产生等有重要意义。b11.刃型位错间的交割b相互垂直的刃型位错：b2•位错交割后,每个位错都会产生一个与另一个位错的b相等的台阶。•如果台阶的滑移面和位错的滑移面相同,则称它为扭折。•扭转可以
6、因线张力作用通过滑移而消失。•如果位错台阶的滑移面和这个位错的滑移面不同,不能通过滑移而消失,这种台阶称为割阶。两个b相互垂直的刃型位错交割后，b2位错上b1产生割阶，因b1位错线b2与b2柏氏矢量平行，故b2的滑移面b1位错线无变化。刃型位错b1割阶位错线无变化b相互平行的位错：两个b相互平行的刃型位错交割后,在各自的位错线上形成扭折。b1面移滑b1的2bb2b2螺型位错扭折b12.刃型位错与螺型位错的交割位错线和柏氏矢量都垂直的刃型位错和螺型位错交割后,刃型位错上形成割阶,螺型位错上形成扭折。b2b2b1刃型
7、位错的扭折b1刃型位错的割阶3.螺型位错间的交割位错线和柏氏矢量都垂直的两个螺型位错交割后，两个螺型位错上都形成刃型位错型的割阶。b1刃型位错的割阶b2b2刃型位错b1的割阶4.扭折与割阶的性质•所有的割阶都是刃型位错,而扭折可以是刃型的也可是螺型的。•扭折与原位错线在同一滑移面上,可随主位错线一道运动,几乎不产生阻力,且扭折在线张力作用下能够消失。•割阶与原位错线不在同一滑移面上,除非割阶产生攀移,否则割阶就不能跟随主位错线一道滑移,成为位错滑移的障碍。四.位错的塞积1.形成原因•位错滑移遇到障碍物(如晶界、第
8、二相颗粒等)时,被阻挡而停止运动。•滑移面上有一位错源不断产生位错,领先位错运动受阻时，后面的位错受到前面位错应力场的作用而停止运动,结果在滑移面上形成位错塞积。•整个塞积的位错群称为位错的塞积群，最靠近障碍物的位错称为领先位错。•位错塞积群中，位错间距随着离开障碍物的距离增大而增大。0障碍物L位错源位错塞积群2.位错塞积群对障碍物的作用力塞积群中的位错总数为其中,k为
