晶体缺陷位错运动

晶体缺陷位错运动第1页，共29页。2.柏氏矢量的特性：（1）b的物理意义：

其方向表示位错的性质和取向，即位错运动导致晶体滑移的方向

模∣b∣表示畸变的程度：位错强度第2页，共29页。（2）b的守恒性：对一个确定的位错正向，按照右手螺旋法则获取的b具有唯一性、守恒性，与柏氏回路的起点和具体路径无关，第3页，共29页。（3）一根不分叉的位错线具有唯一的柏氏矢量：上各个位置的b均相同；位错在晶体中移动或者改变方向时，其柏氏矢量不变第4页，共29页。（4）如果一个b的位错分解为几个位错，柏氏矢量分别为b1,b2,b3,…,则b=∑bi第5页，共29页。有几根位错线相交于一个点，则指向它的位错∑b指=离开它的位错∑b离第6页，共29页。如果所有位错线均指向或离开某点，则∑bi=0第7页，共29页。（5）位错线不能中止在晶体内部——位错的连续性（定义）可形成位错环、或与其它位错相连、或与晶界相连、或露出晶体表面第8页，共29页。3.柏氏矢量的表示方法第6次（1）以其在晶轴上的分量a、b、c表示：

b=xa+yb+zc（2）对立方晶系：a=b=c，因此用方向相同的晶向指数表示：b=a/n[uvw]

例：

b=a[236]

b=a/2[111]第9页，共29页。位错的运动P94i.位错可以在晶体中运动ii.材料的塑性变形就是通过位错运动实现的第10页，共29页。iii.材料的强度与位错运动紧密相关iv.意义：可以通过控制位错运动提高材料强度位错运动基本形式：滑移、攀移第11页，共29页。1.位错的滑移（1）含义：在外力作用下，沿滑移面运动（2）刃型位错的滑移

特点：需要的力小第12页，共29页。结果：较小的力使材料发生塑性变形第13页，共29页。（3）螺型位错的滑移第14页，共29页。交滑移：P95图3.17

螺型位错如果在原来的滑移面上受到阻碍时，可能转移到另一个与它相交的滑移面上继续滑移双交滑移：发生交滑移后的位错如果再转回到和原滑移面平行的面上继续滑移第15页，共29页。（3）混合型位错的滑移图3.15混合型位错的滑移过程第16页，共29页。2.位错的攀移P96刃型位错多余半原子面向上或下运动。通过物质的迁移，即原子或空位的扩散来实现。形式：正攀移、负攀移图3.18刃型位错的攀移运动模型a)未攀移的位错b)空位引起的正攀移c)间隙原子引起的负攀移第17页，共29页。特点：螺型位错没有半原子面，故不会发生攀移一般情况下，攀移比滑移需要的能量高，在室温下不容易发生高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照后，晶体中存在大量点缺陷的情况下，容易发生位错的攀移（刃型位错）第18页，共29页。3.位错的交割含义：位错在运动过程中，可能和其它位错交割意义：交割会影响位错进一步的运动，从而会影响材料的强度等性能第19页，共29页。a.割阶与扭折位错局部滑移、刃型位错攀移、两条位错线交割后，经常产生一段曲折线段如果曲折线段位于位错的滑移面上——扭折

P97图3.19第20页，共29页。如果此线段垂直于滑移面——割阶第21页，共29页。实例1：两个柏氏矢量相互垂直的刃型位错交割第22页，共29页。实例2：两个柏氏矢量相互平行的刃型位错交割第23页，共29页。实例3：两个柏氏矢量相互平行的刃型位错和螺型位错交割第24页，共29页。实例4：两个柏氏矢量相互垂直的两螺型位错交割第25页，共29页。小结：每根位错线都可能产生扭折或割阶，大小和方向取决于另一根位错的柏氏矢量，但具有原本的柏氏矢量所有的割阶都是刃型位错，扭折可以是螺型位错也可以是刃型位错扭折出现在同一滑移面上几乎不产生位错运动阻力；割阶与原位