第3节原子不规则排列-位错2.ppt

1、1,1.3.2.4 作用于位错上的力及位错的运动,内容：单个位错的运动，包括运动方式、运动面（指位错运动所在的面）、运动方向以及位错运动与晶体宏观变形及受力的关系等等。,2,一、作用于位错上的力,3,来源于晶体中的内外的应力场,是一个虚构的力，并不是作用在位错中心区各原子上的力,只要存在内、外的应力场，即使静止的位错也受到 的作用 它使位错有运动趋势,如何求F？,外力导致晶体移动做的功,假想力F导致位错线移动所做的功,WMic,WMac,4,晶体发生塑性变形时，外力对晶体做的功,外力使长为l的位错移动了ds， 作功WMac,5,假想力F导致位错线移动所做的功,6,单位长度位错线上的力：,长度L

2、位错线上的力：,7,讨论,Fd，Fdb Fd位错线，指向未滑移区 Fd为假象力，其方向与不一定一致。（如螺位错Fd）,8,二、位错的运动 Movement of dislocation,（一）、刃型位错的运动,两种运动方式：滑移和攀移,1、滑移 glide,9,10,滑移是位错运动的结果,11,刃位错滑移的规律：,即，位错扫过整个滑移面时，整个晶体（或滑移面两边的原子）的相对位移量为,运动面：,运动量：,方向：,12,晶体的滑移 就是位错在滑移面上运动的结果；,位错运动的方向 就是晶体滑移的 方向；,（1） 位错运动与晶体滑移的关系?,讨论：,但晶体滑移的量（宏观）并不等同于位错运动的量。,即

3、位错运动的距离与晶体运动（宏观）的距离是两码事。,13,14,位错具有一定的宽度，位错滑移一个b时，位错中原子各移动一小距离。宽位错线易滑移！,15,在高温下原子的扩散或外加应力的作用下，位错的半原子面扩大或缩小，导致位错线沿滑移面法线方向的运动。,2、攀移 climb,16,两类攀移：,正攀移导致半原子面减小，负攀移导致半原子面增大 拉应力引起负攀移，压应力引起正攀移,17,攀移 的特点：,（1）扩散需要热激活，受温度影响大，比滑移需要更高的能量。,（2）纯剪应力不能引起体积变化，对攀移不起作用。,（2）过饱和空位的存在有利于攀移进行。,18,（二）、螺型位错的运动,只有滑移，没有攀移,说明

4、滑移面不定，从几何学上讲，包含位错线的任何面都可以称为滑移面，但从晶体学上讲，滑移面还要受晶体学条件的限制。,19,（三）、混合型位错的运动,分解为刃、螺位错，然后考察它们的运动,20,小结位错的基本几何性质,1、晶体中的线缺陷，实际上是管状缺陷，区内原子严重错排或错配 2、可看成是局部滑移或局部位移的边界线 3、柏氏矢量 表征位错。,柏氏矢量的大小决定位错区中心的原子“错配度”和周围晶体的变形，从而决定能量的大小。,根据柏氏矢量与位错线的相对位向,21,5、柏氏矢量的守恒性,4、位错线必须是连续的，它或者起止于表面（或晶界），或形成封闭回路（位错环），或在结点处与其它位错相连,推论：一条位错

5、线只能有一个b,6、位错密度,运动量：,22,例：位错环 ABCDA 和 如图所示,求： 位错环各边是什么位错？ 如何通过局部滑移才能得到这个位错环？ 在右图所示的剪应力 的作用下，位错环如何运动？ 在如图所示的拉应力 的作用下，位错环如何运动？将变成什么形状？,解答： AB为右旋螺位错 BC为正刃位错(半原子面BBCC) CD为左旋螺位错 DA为负刃位错(半原子面AA”D”D), 设想在晶体中有一个贯串晶体上下表面的四棱柱体，它和S.P.相交于ABCDA,然后让该四棱柱上半部分相对于下半部分滑移 ，而棱柱外不滑移。,23, 在 的作用下，,解答：, 在 的作用下，,晶体右半部分将向右运动 左半部分将向左运动 AB和CD是螺位错，在拉应力下不运动，在剪应力下才滑移。,BC向下运动，AD向上运动(