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文档简介

1、 职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库金属材料与热处理课程金属的实际晶体结构主讲教师：徐 竹西安航空职业技术学院金属的实际晶体结构晶体结构中原子排列的不规则性和不完整性称为晶体的缺陷。缺陷对晶体的性能有很大的影响,特别是对塑性变形、扩散、相变和强度等起着决定性作用。 根据晶体缺陷的大小可分为三类：点缺陷，线缺陷，面缺陷。一、点缺陷点缺陷是在空间三维方向上的尺寸都很小，约为几个原子间距，又称零维缺陷。当晶格中某些原子由于某种原因，（如热振动等）脱离其晶格结点而转移到晶格间隙这样就形成了点缺陷，晶体中的空位、间隙原子、杂质原子都是点缺陷（如图1）。图1 点缺陷示意图点缺陷的存在会引起周围的晶格

2、发生畸变，从而使材料的性能发生变化.在空位和间隙原子附近，由于原子间作用力的平衡被破坏，使周围原子发生靠拢或撑开，因此，发生晶格畸变，使金属的强度提高，塑性下降。 二、线缺陷线缺陷是原子排列的不规则区在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如位错。位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线（如图2）。 a）立体图 b）平面图图2 刃形位错示意图由于晶体中局部滑移的方式不同，可形成不同类型的位错，图2为一种最简单的位错“刃型位错”。因为相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口

3、，故称“刃型位错”。实际晶体中存在大量的位错，一般用位错密度来表示位错的多少。位错密度 ：单位体积中位错线的总长度，或单位面积上位错线的根数，单位cm-2）。位错线附近的原子偏离了平衡位置，使晶格发生了畸变，对晶体的性能有显著的影响。大量的实验和理论研究表明，晶体的强度和位错密度有如图3的对应关系，可见，当晶体中位错密度很低时，晶体强度很低；相反在晶体中位错密度很高时，其强度很高。但目前的技术，仅能制造出直径为几微米的晶须，不能满足使用上的要求，而位错密度很高易实现，如剧烈的冷加工可使密度大大提高，这为材料强度的提高提供途径。图3 金属强度与位错密度的关系三、面缺陷面缺陷是原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小，如前面讲的晶界和亚晶界是晶体中典型的面缺陷，显然在晶界处原子排列很不规则，亚晶界处原子排列不规则程度虽较晶界处小，但也是不规则的，可以看作是由无数刃型位错

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