位錯(cuò)理論2-位錯(cuò)的運(yùn)動

位錯(cuò)理論II——位錯(cuò)的運(yùn)動材料先進(jìn)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2006年3月1

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位錯(cuò)的滑移位錯(cuò)的攀移位錯(cuò)運(yùn)動對晶體體積的影響2Slipofdislocation位錯(cuò)的滑移——位錯(cuò)運(yùn)動的主要方式位錯(cuò)滑移的定義：位錯(cuò)線在它和柏氏矢量b構(gòu)成的晶面上的移動。位錯(cuò)滑移模型：位錯(cuò)是靠位錯(cuò)線上的原子或附近畸變區(qū)的原子，逐排逐排地移動而進(jìn)行的。與經(jīng)典剛性滑移模型（理論剪切強(qiáng)度）存在顯著差異。可解釋晶體剪切強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3Slipofdislocation4Slipplane位錯(cuò)滑移面與晶體滑移面的關(guān)系：位錯(cuò)線和b

位錯(cuò)滑移面——可滑移面晶體滑移面——原子密排面——易滑移面只有在可滑移面上的位錯(cuò)才可能進(jìn)行滑移。只有當(dāng)可滑移面同時(shí)又是易滑移面時(shí)，滑移才容易進(jìn)行。5Slipplane對刃位錯(cuò)：只有一個(gè)確定的滑移面因?yàn)椋篵⊥ds.

僅決定1個(gè)平面若此滑移面是晶體滑移面，滑移在很小的外加切應(yīng)力作用下很容易進(jìn)行；否則需要較大外力作用。6Slipplane對螺位錯(cuò)：因?yàn)椋篵∥ds.

決定無數(shù)個(gè)平面所以：易發(fā)生交滑移。7Slipdirection位錯(cuò)的滑移方向位錯(cuò)線的滑移方向是位錯(cuò)線的法向又因?yàn)椋嚎傆衎∥t的方向刃型位錯(cuò)：滑移方向與外力t和b一致；正、負(fù)刃位錯(cuò)的滑移方向相反。89Slipdirection位錯(cuò)的滑移方向位錯(cuò)線的滑移方向是位錯(cuò)線的法向又因?yàn)椋嚎傆衎∥t的方向螺型位錯(cuò)：滑移方向與外力t和b垂直；左、右螺位錯(cuò)的滑移方向相反。1011Slipdirection位錯(cuò)的滑移方向位錯(cuò)線的滑移方向是位錯(cuò)線的法向又因?yàn)椋嚎傆衎∥t的方向混合位錯(cuò)：滑移方向與外力t和b成一夾角。12Slipofdislocation13Slipofdislocation14Slipofdislocation位錯(cuò)滑移量與晶體滑移量的關(guān)系一個(gè)位錯(cuò)掃過滑移面后，相對滑移了b產(chǎn)生切應(yīng)變：若N個(gè)位錯(cuò)同時(shí)滑移，第N個(gè)位錯(cuò)掃過的面積為Si此時(shí)位錯(cuò)引起的變形量為：對N個(gè)位錯(cuò)：1516設(shè)位錯(cuò)平均長度為l，平均移動距離為Dy所以：所以總切應(yīng)變?yōu)椋?7

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位錯(cuò)的滑移位錯(cuò)的攀移位錯(cuò)運(yùn)動對晶體體積的影響18Climbofdislocation位錯(cuò)攀移定義：位錯(cuò)在垂直于滑移面上的方向上運(yùn)動。實(shí)質(zhì)：是多于半原子面在垂直于位錯(cuò)線的方向上擴(kuò)張或縮小。攀移的實(shí)現(xiàn)：通過原子或空位的轉(zhuǎn)移。只有刃位錯(cuò)才能實(shí)現(xiàn)。19Climbofdislocation正攀移：原子從多于半原子面轉(zhuǎn)移至別處空位轉(zhuǎn)移至多于半原子面下端負(fù)攀移：相反20Climbofdislocation攀移的影響因素：由于攀移需原子擴(kuò)散，因此不能整條位錯(cuò)線同時(shí)攀移，只能一段一段地進(jìn)行

位錯(cuò)線的攀移過程使位錯(cuò)線形成折線因攀移時(shí)原子擴(kuò)散需要提供熱激活，所以T↑攀移↑；一般低溫下，攀移困難。21Climbofdislocation攀移的影響因素：作用于多于半原子面上的應(yīng)力為拉應(yīng)力時(shí)促進(jìn)位錯(cuò)線發(fā)生負(fù)攀移；作用于多于半原子面上的應(yīng)力為壓應(yīng)力時(shí)促進(jìn)位錯(cuò)線發(fā)生正攀移。過飽和空位促進(jìn)位錯(cuò)攀移。22

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位錯(cuò)的滑移位錯(cuò)的攀移位錯(cuò)運(yùn)動對晶體體積的影響23位錯(cuò)運(yùn)動：小結(jié)位錯(cuò)運(yùn)動的結(jié)果：不引起晶體結(jié)構(gòu)的變化，只引起晶體缺陷組態(tài)與分布的變化一旦位錯(cuò)運(yùn)動移走晶格畸變消失24位錯(cuò)運(yùn)動引起的晶體體積變化設(shè)柏氏矢量為b的位錯(cuò)：長度為dl，在法向?yàn)閚的晶面上掃過dD的距離所以：25位錯(cuò)運(yùn)動引起的晶體體積變化討論1：即：b在n的方向上無分量（如圖中刃位錯(cuò)）位錯(cuò)的保守（守