位错反应与层错理论.ppt

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1、位错反应和层错机理面心立方晶体中的典型位错柏氏矢量位错类型刃、螺、混刃、螺、混纯刃位错线形状空间曲线｛111｝面上任意曲线｛111｝面上任意曲线可能运动方式滑移、攀移只滑不攀只攀不滑位错名称全位错肖克莱位错弗兰克位错4.位错反应(dislocationreaction)：实际晶体中，组态不稳定的位错可以转化为组态稳定的位错;具有不同b的位错线可以合并为一条位错线；反之，一条位错线也可以分解为两条或多条具有不同b的位错线。位错反应－位错之间相互转换(即柏氏矢量的合成与分解)。一、位错反应位错反应能否进行取决于两个条件：①几何条件：反应前的柏氏矢量和等于反应后的柏氏矢量和。

2、②能量条件：反应后诸位错的总能量小于反应前诸位错的总能量，这是热力学定律所要求的。b1b2b3注意：b的方向与规定的ξ的正向有关。所以位错反应中，一般规定反应前位错线指向节点，反应后离开节点。位错反应判据①一个位错分解成两个或多个具有不同柏氏矢量的位错，面心立方晶体中一个全位错分解成两个肖克莱不全位错。②两个或多个具有不同柏氏矢量的不全位错合并成一个全位错，一个肖克莱不全位错和一个弗兰克不全位错合并成一个全位错。③两个全位错合并成另一全位错。④两个位错合并重新组合成另两个位错，如体心立方中：位错反应类型FCC中，以全位错分解成两个肖克莱位错为例。结构条件：满足能量条件：

3、满足位错反应判据详解Thompson四面体：可以帮助确定fcc结构中的位错反应。沿(111)面，定义每个面的中点坐标为：汤普森四面体αβγ(b)四面体外表面中心位置定义：δ为ABC面中点α为BCD面中点γ为ABD面中点β为ACD面中点汤普森四面体实例计算αβγαβγ汤普森四面体的展开用于表示fcc晶体中的位错反应Thompson四面体在fcc晶胞中的位置：D点在坐标原点，其余顶点的坐标分别为，A(1/2,0,1/2)，B(0,1/2,1/2)，C(1/2,1/2,0)。四面体4个外表面（等边三角形）的中心分别用α、β、γ、δ表示，并分别对应A、B、C、D四个顶点所对的面

4、。这样A、B、C、D、α、β、γ、δ等8个点中的每2个点连成的向量就表示了fcc晶体中所有重要位错的柏氏矢量。汤普森四面体位点解释ABCDαβδγ汤普森四面体位点坐标BADDDCα(a)(c)(b)(d)γδβ由四面体顶点A、B、C、D（罗马字母）连成的向量：罗-罗向量就是fcc中全位错的12个可能的柏氏矢量1、罗-罗向量BADDDCα(a)(c)(b)(d)γδβ由四面体顶点（罗马字母）和通过该顶点的外表面中心（不对应的希腊字母）连成的向量：这些向量可以由三角形重心性质求得不对应的罗-希向量是fcc中24个Shockley不全位错的柏氏矢量2、不对应的罗-希向量BAD

5、DDCα(a)(c)(b)(d)γδβ4个顶点到它所对的三角形中点的连线代表8个1/3＜111＞型的滑移矢量。根据矢量合成规则可以求出对应的罗－希向量：对应的罗－希向量就是fcc中8个Frank不全错的柏氏矢量。3、对应的罗-希向量所有希－希向量也都可以根据向量合成规则求得：同理可得：希－希向量就是fcc中压杆位错的柏氏矢量。BADDDCα(a)(c)(b)(d)γδβ4、希-希向量2)扩展位错面心立方中扩展位错的进一步解释：正常堆垛ABCABC….B位置到C位置：ABCACB….，层错2)扩展位错由一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态。面心

6、立方晶体中，能量最低的全位错是处在(111)面上的柏氏矢量为的单位位错。现考虑它沿(111)面的滑移情况。如图(111)面上的圆球位置为A层位置，B层和C层的原子分别处于三个A层原子位置的低谷位置。a)全位错的滑移若单位位错在切应力作用下沿着(111)在A层原子面上滑移时，则B层原子从B1位置滑动到相邻的B2位置，点阵排列没有变化，不存在层错现象。但需要越过A层原子的“高峰”，这需要提供较高的能量。面心立方晶体中，能量最低的全位错是处在(111)面上的柏氏矢量为的单位位错。现考虑它沿(111)面的滑移情况。但如果滑移分两步完成，即先从B1位置沿A原子间的“低谷”滑移到邻

7、近的C位置，即；然后再由C滑移到另一个B2位置，即，这种滑移比较容易。b)及分位错的滑移及其间的层错第一步当B层原子移到C位置时，将在(111)面上导致堆垛顺序变化，即由原来的ABCABC...正常堆垛顺序变为ABCACABC...。这种原子堆垛次序遭到破坏现象称为堆垛层错。而第二步从C位置再移到B位置时，则又恢复正常堆垛顺序。每一步滑移造成了层错，因此，层错区与正常区之间必然会形成两个不全位错。故和为肖克莱不全位错。也就是说，一个全位错分解为两个肖克莱不全位错和，全位错的运动由两个不全位错的运动来完成，即这个位错反应从几何条件和能量条件