晶体缺习题陷解答

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1、晶体缺陷作业1、已知银在800℃下的平衡空位数为3.6×1023/m3，该温度下银的密度，银的摩尔质量为MAg＝107.9g/mol，计算银的空位形成能。解：3.6×1023/m3相当于摩尔浓度：根据公式：所以：212450.9J/mol。2、指出图1中位错环的各段位错线是什么性质的位错？他们在外应力作用下将如何运动？答：都是刃型位错（位错线与柏氏矢量垂直）。若位错正方向为逆时针方向，则AB、CD不动，BC向上滑移，AD向下滑移。（右手定则）图13、在图2所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏

2、矢量b平行于AC。(1)指出位错环各部分的位错类型。1点为正刃位错；2为右旋位错；3点为负刃位错；4点为左旋螺位错；其余为混合位错。(2)在图中表示出使位错环向外运动所需施加的切应力方向。在晶体的上下底面施加一对平行于b的切应力，且下底面内的切应力与b同向平行。(3)该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？滑移面下部晶体相对于上部晶体产生与b相同的滑移，并在晶体侧表面形成相应台阶。图24、在图3所示的面心立方晶体的（111）滑移面上有两条弯折的位错线OS和O´S´其中O´S´位错的台阶垂直于（111），他

3、们的柏氏矢量如图中箭头所示。(1)判断位错线上割断位错的类型。在两根位错线上，除1~2、3~4为刃型位错，其他为螺位错。(2)有一切应力施加于滑移面，且与柏氏矢量平行时，两条位错线的滑移特征有何差异？OS上各位错段都可在该滑移面内滑移，O′S′上1~2、3~4段位错不能运动，其余各段都可在该滑移面内滑移。图35、在两个相互垂直的滑移面上各有一条刃型位错线，位错线的柏氏矢量如图4所示。设其中一条位错线AB在切应力作用下发生如图所示的运动，试问交割后两条位错线的形状有何变化？各段位错线的位错类型是什么？(1)

4、交割前，两条刃位错的柏氏矢量相互垂直的情况（图a）；AB的形状不变，但AB的长度缩短︱b2︱，CD位错位错上形成刃型割阶。(2)交割前，两条刃位错的柏氏矢量相互平行的情况（图b）。2AB位错上形成右螺旋扭折，EF上位错上形成左螺旋扭折。ab图46、证明面心立方结构中，如果a[100]位错是纯螺位错，下式的反应是可行的：a[110]/2+a[110]/2→[100]。如果是纯刃位错则是不可行的。若a[110]/2位错滑移运动，上式反应在哪些面上进行?解：按照Frank判据讨论，因为a[110]/2+a[11

5、0]/2→a[100]反应的两端的柏氏矢量平方和都等于a2，无法确定反应是否能进行。但是，如果[100]位错是纯螺位错，则左端的两个位错不可能都是纯螺位错，考虑到它们有刃型分量，它们的能量比螺型的高，即反应前的能量比反应后的高，所以反应是可行的；同理，如果[100]位错是纯刃位错，则左端的两个位错不可能都是纯刃位错，考虑到它们有螺型分量，它们的能量比刃型的低，即反应前的能量比反应后的低，所以反应是不可行的。上面的讨论是没有考虑晶体学的具体情况得出的，事实上，因为面心立方的滑移面是{111}，所以，在a[1

6、10]/2+a[110]/2→[100]反应中，a[110]/2位错应在(111)上，a[110]/2位错应在(111)面上，两位错反应生成的位错的取向只能是(111)面和(111)面的交线方向，即在[011]方向上，而反应后的位错的柏氏矢量是[100]，它永远不可能是纯螺或纯刃位错。7、图5表示在同一直线上有柏氏矢量相同的2个同号刃位错AB和CD，距离为x，他们作F-R源开动。(1)这2个F-R源增殖时过程，发生交互作用结果？开动临界切应力。(2)若2位错是异号位错时，情况又会怎样？图5解：(a)两个位

7、错是同号，当位错源开动时，两个位错向同一方向拱弯，如下图(b)所示。在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠近，它们是反号的，互相吸引，如上图(c)中的P处所示。两段反号位错相吸对消后，原来两个位错连接一起，即形成AD位错，余下一段位错，即BC位错，这段位错和原来的位错反号，如上图(d)所示。在外力作用下，BC位错也作位错源开动，但它的拱弯方向与原来的相反，如上图(e)所示。两根位错继续拱弯在如图(f)的O及O'处再相遇，因为在相遇处它们是反号的，所以相吸对消。最后，放出一个大位错环，并回复原来的AB

8、和CD两段位错，如上图(g)所示。这个过程不断重复增值位错。(b)两个位错是反号，当位错源开动时，两个位错向相反方向拱弯，如下图(b)所示。在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠近，它们是反号的，互相吸引，如下图(c)中的P处所示。两段反号位错相吸对消后，即形成AC和BD位错，如下图(d)所示。AC和BD位错继续滑动，它们在下图(e)的O及O'处又相遇，在相遇处的位错也是反号的。反号位错相吸并对消，放出一个大位错环，同时