晶体缺陷 位错的运动与弹性性质PPT学习教案

1、会计学1 晶体缺陷晶体缺陷 位错的运动与弹性性质位错的运动与弹性性质 第1页/共31页 第2页/共31页 攀移攀移 滑移滑移 第3页/共31页 图图 刃型位错与螺型位错的滑移刃型位错与螺型位错的滑移 1、位错的滑移、位错的滑移 第4页/共31页 图图 螺型位错滑移导致晶体塑性变形的过程螺型位错滑移导致晶体塑性变形的过程 图图 刃型位错滑移导致晶体塑性变形的刃型位错滑移导致晶体塑性变形的过程过程 第5页/共31页 类型类型 柏氏向量柏氏向量 位错线位错线 运动方向运动方向 晶体晶体 滑移方向滑移方向 切应力切应力 方向方向 滑移面滑移面 个数个数 刃型位错刃型位错于位错线于位错线 于位错于位错

2、线本身线本身 与与b b一致一致与与b b一致一致 唯一唯一 螺型位错螺型位错于位错线于位错线 于位错于位错 线本身线本身 与与b b一致一致与与b b一致一致多个多个 混合位错混合位错 与位错线成与位错线成 一定角度一定角度 于位错于位错 线本身线本身 与与b b一致一致与与b b一致一致 第6页/共31页 螺位错的交滑移螺位错的交滑移 第7页/共31页 由于混合位错可以分解为刃型和螺型两部分，因此，由于混合位错可以分解为刃型和螺型两部分，因此， 混合位错在切应力作用下，也是沿其各线段的法线方向滑混合位错在切应力作用下，也是沿其各线段的法线方向滑 移，并同样可使晶体产生与其柏氏矢量相等的滑移

3、量。移，并同样可使晶体产生与其柏氏矢量相等的滑移量。 （a a）位错环）位错环 （b b）位错环运动后产生的滑）位错环运动后产生的滑 移移 图图 位错环的滑移位错环的滑移 第8页/共31页 第9页/共31页 （a）正攀移（半原）正攀移（半原 子面缩短）子面缩短） (b)未攀移未攀移 （c）负攀移（）负攀移（ 半原子面伸长半原子面伸长 ） 第10页/共31页 第11页/共31页 第12页/共31页 第13页/共31页 两根互相垂直的刃型位错的交割（柏氏矢量互相垂直）两根互相垂直的刃型位错的交割（柏氏矢量互相垂直） 3、几种典型的位错交割、几种典型的位错交割 第14页/共31页 (1) 两个柏氏矢

4、量互相垂直的刃型位错交割两个柏氏矢量互相垂直的刃型位错交割 图图 两个柏氏矢量互相垂直刃型位错交割两个柏氏矢量互相垂直刃型位错交割 位错割阶 刃型位错 第15页/共31页 (2) 两个柏氏矢量互相平行的刃型位错交割两个柏氏矢量互相平行的刃型位错交割 图图 两个柏氏矢量互相平行刃型位错交割两个柏氏矢量互相平行刃型位错交割 位错扭折 螺型位错 位错扭折 螺型位错 第16页/共31页 (3) 刃型位错与螺型位错的交割刃型位错与螺型位错的交割 图图 刃型位错与螺型位错的交割刃型位错与螺型位错的交割 位错割阶 刃型位错 位错扭折 刃型位错 第17页/共31页 (4) 螺型位错与螺型位错的交割螺型位错与螺

5、型位错的交割 图图 螺型位错与螺型位错的交割螺型位错与螺型位错的交割 位错割阶 刃型位错 位错扭折 刃型位错 第18页/共31页 有的能量、位错的作用力、位有的能量、位错的作用力、位 错与晶体其它缺陷间交互作用错与晶体其它缺陷间交互作用 等问题。等问题。 第19页/共31页 图图 位错的连续介质模型位错的连续介质模型 （a）螺位错（）螺位错（b）刃位错）刃位错 第20页/共31页 （1）螺位错的应力场）螺位错的应力场 螺型位错周围只有一个切应变：螺型位错周围只有一个切应变：zb/2r 相应的各应力分量分别为相应的各应力分量分别为 用直角坐标表示用直角坐标表示 第21页/共31页 螺位错的应力场

6、的特点：螺位错的应力场的特点： 只有切应力分量，正应力分量全为零，这表明只有切应力分量，正应力分量全为零，这表明 螺型位错不引起晶体的膨胀和收缩。螺型位错不引起晶体的膨胀和收缩。 螺型位错所产生的切应力分量只与螺型位错所产生的切应力分量只与r r有关（成有关（成 反比），而与反比），而与，z z 无关。只要无关。只要r r一定，一定，z z就为 就为 常数。因此，螺型位错的应场是轴对称的，即与位常数。因此，螺型位错的应场是轴对称的，即与位 错等距离的各处，其切应力值相等，并随着与位错错等距离的各处，其切应力值相等，并随着与位错 距离的增大，应力值减小。距离的增大，应力值减小。 r0r0时，时，

7、z z ，显然与实际情况不符，这，显然与实际情况不符，这 说明上述结果不适用位错中心的严重畸变区。说明上述结果不适用位错中心的严重畸变区。 第22页/共31页 （2）刃位错的应力场）刃位错的应力场 图图 刃位错周围的应力场刃位错周围的应力场 第23页/共31页 刃位错的应力场的特点：刃位错的应力场的特点： 同时存在正应力分量与切应力分量，而且各应力同时存在正应力分量与切应力分量，而且各应力 分量的大小与分量的大小与G和和b成正比，与成正比，与r成反比。成反比。 各应力分量都是，的函数，而与无关。这各应力分量都是，的函数，而与无关。这 表明在平行与位错的直线上，任一点的应力均相同。表明在平行与位

8、错的直线上，任一点的应力均相同。 在滑移面上，没有正应力，只有切应力，而且切在滑移面上，没有正应力，只有切应力，而且切 应力应力xy 达到极大值。达到极大值。 正刃型位错的位错滑移面上侧为压应力，滑移面正刃型位错的位错滑移面上侧为压应力，滑移面 下侧为拉应力。下侧为拉应力。 xy时，时，yy，xy均为零，说明在直角坐标的两均为零，说明在直角坐标的两 条对角线处，只有条对角线处，只有xx。 第24页/共31页 其中其中的值可以取的值可以取0.5-1.0， 螺型位错螺型位错取下限取下限0.5， 刃型位错取上限刃型位错取上限1.0。 2 GbE 第25页/共31页 位错的总能量与位错线的长度成正比，因此为降低能量，位错的总能量与位错线的长度成正比，因此为降低能量， 位错线有缩短变直的倾向。故在位错线上存在一种使其变位错线有缩短变直的倾向。故在位错线上存在一种使其变 直的线张力。直的线张力。这个线张力在数值上等于位错应变能。这个线张力在数值上等于位错应变能。 r Gb Gb T d rdds d Tdsb 2 )5 . 0( 2 22 sin 2 sin2 2 弯曲位错 图图 位错的线张力位错的线张力 3、位错的线张力、位错的线张力 保持位错线弯曲所需的切应力与曲率半径成反比保持位错线弯曲所需的切应力与曲率半径成