晶体缺陷理论第4章

1、 晶体缺陷理论 第4章 典型晶体结构中的位错 合肥工业大学 宣天鹏v1 面心立方晶体中的位错v2 密排六方晶体中的位错v3 体心立方晶体中的位错第4章 典型结构金属中的位错v位错能量正比于b2 = 实际晶体中存在的柏氏矢量限于少数最短的平移矢量 ( 最近邻的原子间距 ) ，具有这种柏氏矢量的位错称为 单位位错 v单位位错：面心立方 /2 ，体心立方 /2 ，密排六方 /3 ，平行于晶体的最密排方 向，该位错扫过之后滑移面上下原子排列整齐，故又称全位错或完整位错 原子的堆垛方式v面心立方与密排六方的配位数、致密度相同 ，就引发出不同结构晶体中原子排列的问题。v 87654321A B C A B

2、 C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321fcc： ABCABCAB. hcp：ABABABAB. 从第1层到第8层的原子排列111110纸面为11211187654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321抽去第4层的A位置原子，原第5层B以上的原子逐层落下来，排列成为了ABCBCABC，出现了内禀层错，即在fcc结构中形成了BCBC的hcp结构，及BCB与CBC孪晶。11131抽出87654321A B C A B C A B C A B

3、C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321在第4与第5层之间插入一层的C位置原子，第5层以上原子逐层上一个原子间距，排列成为了ABCACBCABC，出现了外延层错，即在fcc结构中形成了CAC和CBC的hcp结构，及孪晶。11131插入87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321在切应力作用下，第4层原子由A位置滑移到B位置，其上各层原子依次滑移，排列成为了ABCBCABC，出现了内禀层错，即在fcc结构中形成了BCBC的hcp结构，及BCB与CBC孪晶。与抽出

4、型层错相同。11261滑移不全位错 部分位错 柏氏矢量小于最短的平移矢量 不全位错 柏氏矢量不等于最短的平移矢量的整数倍，层错与正常晶体的交界处 不全位错扫过之后，滑移面上下原子产生错排，形成 层错 堆垛层错正常的堆垛顺序被扰乱 层错破坏了晶体的周期性，使能量增加，但层错不产生点阵畸变，层错能比晶界能低得多 见弗兰克不全位错swfEJ；FI；H；GPR；Q111A10（1 ）位错反应位错之间的相互转化 位错的能量越低越稳定 （1）晶胞中选取四个近邻原子位置， 、 、 、 ，分别为D、B、A、C点。（2）A、B、C、D相连构成正四面体，为Thmpson。（3）BCD面中心、ACD面中心、ABD面

5、中心 、ABC面中心 。（4）四面体面为滑移面，2个英文字母表示全位错柏氏矢量1/2，如AB等12组；同面英文希腊字母表示Shockley不全位错柏氏矢量1/6，如A等24组；异面英文希腊字母表示Frank不全位错柏氏矢量1/3，如A等8组；2个希腊字母表示的不全位错柏氏矢量1/6，如等12组。000210212121002121（5）各个面的法线指向四面体外，为正向；指向四面体内为负向。2个负面之间夹角为锐角，2个正面之间夹角为钝角，1个正面和1个负面之间的夹角为锐角。扩展位错扩展位错的运动先需要束集扩展位错的束集 交滑移 aaa101211112266aaa011112121266DCD

6、+ Caaa121211110666新位错为BC，柏氏矢量为 ，滑移面为a11062密排六方晶体中的位错抽去一层+平移滑移87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp： ABABAB. hcp：ABACACAC.抽去第4层B原子，第5层原子下落，再切动滑移到C位置，第6层原子下落，切动滑移到A位置，产生一个次近邻层错BAC00011100纸面为00110001I1型堆垛层错抽出+切动87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B

7、 C A B87654321hcp： ABABAB. hcp：ABABCACAC.第5层原子由A位置滑移到C位置，第6层以上原子依次滑移一个原子间距，产生2个次近邻层错ABC和BAC00011100纸面为00110001I2型堆垛层错滑移插一层不同位置的原子87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp： ABABAB. hcp：ABABCABABAB.在第5层插入C原子，第6层以上原子逐层上移一个原子间距，产生3个次近邻层错ABC、BCA和CAB.00011100纸面为00110001E型堆垛层错插入3体心立方晶体中的位错(110)(112)111111ABCDACBDEE110ABCDC1BCD面上有位错C1， ；ACD面上有位错C2，在切应力作用下，向DC运动。在相遇之前，2根全位错分解成扩展位错。1.写出不全位错？2.在DC处，领先位错反应生成的位错