材料科学基础复习

1、复习课材料结构的基本知识原子的结构n 能量最低原理能量最低原理电子的排布总是尽可能使体系的能量最低。电子的排布总是尽可能使体系的能量最低。n Pauli不相容原理不相容原理在一个原子中不可能有运动状态完全相在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子，即不能有上述四个量子数都相同的两个原子。同的两个电子，即不能有上述四个量子数都相同的两个原子。因此，主量子数为因此，主量子数为n的壳层，最多容纳的壳层，最多容纳2n2个电子。个电子。n Hund规则规则在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分占不同的能级，而且自旋方向相同。当电子排布的全充能分占不同的

2、能级，而且自旋方向相同。当电子排布的全充满，半充满或全空时，是比较稳定的，整个原子的能量最低。满，半充满或全空时，是比较稳定的，整个原子的能量最低。试根据电子从低能到高能，依次排列在不同量子态的原理，试根据电子从低能到高能，依次排列在不同量子态的原理，写出原子序数为写出原子序数为xx的的x原子核外电子排列方式。原子核外电子排列方式。元素的性能变化 1.电离能电离能 气态原子失去一个电子成为一价正离子所需要的最气态原子失去一个电子成为一价正离子所需要的最低能量称为第一电离能。从一价正离子失去一个电低能量称为第一电离能。从一价正离子失去一个电子成为二价正离子所需要的最低能量称为第二电离子成为二价正

3、离子所需要的最低能量称为第二电离能。依此类推。电离能能。依此类推。电离能 的大小可以反映原子失去电的大小可以反映原子失去电子的难易程度。单位：电子伏特或千伏子的难易程度。单位：电子伏特或千伏/摩尔。摩尔。 2.电子亲合能电子亲合能 气态原子获得一个电子成为一价负离子所释放的能气态原子获得一个电子成为一价负离子所释放的能量。量。 3.电负性电负性 原子在化合物中把电子吸引向自己的本领。原子在化合物中把电子吸引向自己的本领。原子间的键合结合键分为：结合键分为：化学键（一次键）金属键、离子键、共价键化学键（一次键）金属键、离子键、共价键 物理键（二次键）范德华力、氢键物理键（二次键）范德华力、氢键1

4、.离子键：离子键： 金属正离子金属正离子非金属负离子之间非金属负离子之间 特点：以离子为结合单位，结合力较强，决定离子晶体结构的特点：以离子为结合单位，结合力较强，决定离子晶体结构的是正负离子电荷及几何因素，有较高的配位数，无方向性。是正负离子电荷及几何因素，有较高的配位数，无方向性。2. 共价键共价键(covalent bond) 两个或多个原子间共用电子对两个或多个原子间共用电子对 特点：以原子的形式共用电子对，具有饱和性和方向性，配位特点：以原子的形式共用电子对，具有饱和性和方向性，配位数较小、各键间都有确定方位数较小、各键间都有确定方位。3.金属键金属键自由电子自由电子金属正离子间金属

5、正离子间特点：电子共有化，无饱和性，无方向性。特点：电子共有化，无饱和性，无方向性。4.范德华力范德华力电偶极矩的感应作用电偶极矩的感应作用特点：除高分子外，键的结合不如化学键牢固，无饱和性，无方特点：除高分子外，键的结合不如化学键牢固，无饱和性，无方向性。向性。5. 氢键氢键分子间特殊作用力分子间特殊作用力 表达为：表达为：XHY特点：具有饱和性和方向性，可存在于分子内或分子间。氢键主特点：具有饱和性和方向性，可存在于分子内或分子间。氢键主要存在于高分子材料内。要存在于高分子材料内。结合键的本质及原子间距原子间距：原子间距：两原子在某距离下吸引力和排斥力相等，两原子便两原子在某距离下吸引力和

6、排斥力相等，两原子便稳定在此相对位置上，这一距离稳定在此相对位置上，这一距离r0相当于原子间的平衡距。相当于原子间的平衡距。把两个原子平衡距离下的作用能称为原子的结合能（把两个原子平衡距离下的作用能称为原子的结合能（E）。）。结结合能的大小相当于把两原子分开所需做的功，合能的大小相当于把两原子分开所需做的功，E越大，原子结越大，原子结合越稳定。离子键、共价键的合越稳定。离子键、共价键的E最大；金属键的次之；范德华最大；金属键的次之；范德华力的最小。力的最小。熔点的高低代表了材料稳定性程度。共、离子键化合物的熔点的高低代表了材料稳定性程度。共、离子键化合物的Tm较较高。高。密度与结合键有关。多数

7、金属有高的密度，原因为金属有较高密度与结合键有关。多数金属有高的密度，原因为金属有较高的相对原子质量，金属键结合没有方向性，原子趋于密集排列的相对原子质量，金属键结合没有方向性，原子趋于密集排列弹性模量与结合能有较好的对应关系。弹性模量与结合能有较好的对应关系。晶体结构基础如何求取晶向指数和晶面指数如何求取晶向指数和晶面指数已知晶向指数及晶面指数，如何画出晶向及晶面。（限立方已知晶向指数及晶面指数，如何画出晶向及晶面。（限立方晶系）晶系）晶带晶带所有平行或相交于同一直线的晶面构成一个晶带，此直所有平行或相交于同一直线的晶面构成一个晶带，此直线称为晶带轴。属此晶带的晶面称为共带面。线称为晶带轴。

8、属此晶带的晶面称为共带面。晶带定理：晶带定理：同一晶带上晶带轴同一晶带上晶带轴uvw和晶带面（和晶带面（hkl）之间存在以）之间存在以下关系：下关系：hu+kv+lw=0通过晶带定理可以求晶向指数或晶面指数。通过晶带定理可以求晶向指数或晶面指数。a) 求两不平行的晶面（求两不平行的晶面（h1k1l1）和（）和（h2k2l2）的晶带轴。）的晶带轴。 u=k1l2-k2l1 v=l1h2-l2h1 w=h1k2-h2k1b) 求两个不平行的晶向求两个不平行的晶向u1v1w1和和u2v2w2所决定的晶面。所决定的晶面。 h=v1w2-v2w1 k=w1u2-w2u1 l=u1v2-u2v1晶面间距晶

9、面间距晶面指数为（晶面指数为（hklhkl）的晶面相邻两个晶面之间距离，）的晶面相邻两个晶面之间距离，用用d dhklhkl表示。表示。低指数的晶面面间距较大，高指数的则较小。低指数的晶面面间距较大，高指数的则较小。面间距越大，该面上原子排列愈密集，否则越疏。面间距越大，该面上原子排列愈密集，否则越疏。面心立方结构面心立方结构 A1 A1 或或 fcc fcc 立方晶系立方晶系体心立方结构体心立方结构 A2 A2 或或 bcc bcc 立方晶系立方晶系密排六方结构密排六方结构 A3 A3 或或 hcp hcp 六方晶系六方晶系晶胞中原子的排列方式晶胞中原子的排列方式 (原子所处的位置原子所处的

10、位置)晶胞中原子数晶胞中原子数原子半径原子半径 R(原子的半径原子的半径)(和点阵常数关系和点阵常数关系)配位数和致密度配位数和致密度密排方向和密排面密排方向和密排面晶体结构中间隙晶体结构中间隙 (大小和数量大小和数量)原子的堆垛方式原子的堆垛方式在离子晶体中，正离子的周围形成一个负离子配位多面体，正负离子键在离子晶体中，正离子的周围形成一个负离子配位多面体，正负离子键的的平衡距离取决于离子半径之和平衡距离取决于离子半径之和，而正离子的，而正离子的配位数则取决于正负配位数则取决于正负离子的半径比离子的半径比。P60 P60 例题例题根据半径比得配位数根据半径比得配位数及处于什么间隙中。及处于什

11、么间隙中。后根据后根据hcphcp八面体间隙八面体间隙数及原子数目可知一个数及原子数目可知一个点阵所占间隙数，对应点阵所占间隙数，对应得如图结构。得如图结构。晶体缺陷晶体缺陷分类及特征：晶体缺陷分类及特征：1点缺陷：点缺陷：特征是三维空间的各个方面上尺寸都很小，尺寸范围特征是三维空间的各个方面上尺寸都很小，尺寸范围约为一个或几个原子尺度，又称零维缺陷，包括空位、间隙约为一个或几个原子尺度，又称零维缺陷，包括空位、间隙原子、杂质和溶质原子。原子、杂质和溶质原子。 2线缺陷：线缺陷：特征是在两个方向上尺寸很小特征是在两个方向上尺寸很小,另外一个方面上很大，另外一个方面上很大，又称一维缺陷，如各类位

12、错。又称一维缺陷，如各类位错。3面缺陷：面缺陷：特征是在一个方面上尺寸很小特征是在一个方面上尺寸很小,另外两个方面上很大，另外两个方面上很大，又称二维缺陷，包括表面、晶界、亚晶界、相界、孪晶界等。又称二维缺陷，包括表面、晶界、亚晶界、相界、孪晶界等。通过热力学分析，在绝对零度以上的任何温度，晶通过热力学分析，在绝对零度以上的任何温度，晶体中最稳定的状态是含有一定浓度的点缺陷的状态，体中最稳定的状态是含有一定浓度的点缺陷的状态，这个浓度称为该温度下晶体中这个浓度称为该温度下晶体中点缺陷的平衡浓度。点缺陷的平衡浓度。P95 例题例题 代入公式：代入公式：C = n/N = Aexp（Ev/kT）刃

13、型位错及螺型位错的判断柏氏矢量柏氏矢量的确定：的确定：用柏氏矢量可以表示位错区域晶格畸变总量的大小。柏氏矢量可表示位错性用柏氏矢量可以表示位错区域晶格畸变总量的大小。柏氏矢量可表示位错性质和取向质和取向,即晶体滑移方向。即晶体滑移方向。 柏氏矢量越大柏氏矢量越大,位错周围晶体畸变越严重。位错周围晶体畸变越严重。柏氏矢量具有柏氏矢量具有守恒性守恒性。即一条位错线的柏氏矢量恒定不变。即一条位错线的柏氏矢量恒定不变。柏氏矢量的柏氏矢量的唯一性唯一性。即一根位错线具有唯一的柏氏矢量。即一根位错线具有唯一的柏氏矢量。位错的连续性位错的连续性:可以形成位错环、连接于其他位错、终止于晶界或露头于表面可以形成

14、位错环、连接于其他位错、终止于晶界或露头于表面,但不能中断于晶体内但不能中断于晶体内.可用柏氏矢量判断位错类型可用柏氏矢量判断位错类型 刃型位错刃型位错: ebe，右手法则判断正负，右手法则判断正负 螺型位错螺型位错: sbs，二者同向右旋，二者同向右旋,反向左旋反向左旋柏氏矢量表示晶体滑移方向和大小柏氏矢量表示晶体滑移方向和大小.大小大小|b|，方向为柏氏矢量，方向为柏氏矢量 方向。方向。柏氏矢量可以定义为柏氏矢量可以定义为:位错为柏氏矢量不为位错为柏氏矢量不为0的晶体缺陷的晶体缺陷.位错的滑移攀移攀移位错与其他缺陷的交互当溶质原子分布于位错周围时使位错的应变能下降，当溶质原子分布于位错周围

15、时使位错的应变能下降，位错的稳定性增加，位错由十分易动变的不太移动，位错的稳定性增加，位错由十分易动变的不太移动，使晶体的塑性变形抗力提高。使晶体的塑性变形抗力提高。通常把溶质原子与位错交互作用后，在位错周围偏通常把溶质原子与位错交互作用后，在位错周围偏聚的现象称为聚的现象称为柯氏气团（气团）柯氏气团（气团）柯氏气团的形成对位错由定扎作用，是固溶强化的柯氏气团的形成对位错由定扎作用，是固溶强化的原因之一。原因之一。位错墙位错墙位错的交割位错的交割 两柏氏矢量相互垂直的刃型位错交割：两柏氏矢量相互垂直的刃型位错交割：两柏氏矢量相互平行的刃型位错交割两柏氏矢量相互平行的刃型位错交割位错的密度位错的

16、密度单位体积晶体中所包含的位错线总长度，或穿越单位截面积单位体积晶体中所包含的位错线总长度，或穿越单位截面积的位错线数目的位错线数目堆垛层错堆垛层错由一根位错分解成两根以上的位错，或由两根以上的位错合由一根位错分解成两根以上的位错，或由两根以上的位错合并为一根位错，位错间的相互转化并为一根位错，位错间的相互转化(合成或分解合成或分解)过程，称为过程，称为位错的反应位错的反应。位错反应满足条件：位错反应满足条件： (1)几何条件几何条件 柏氏矢量守恒性柏氏矢量守恒性 即：即： bs = bh (2)能量条件能量条件 反应过程能量降低反应过程能量降低 即：即：bsbh由于两个不全位错在同一滑移面上

17、，彼此同号且有夹角，故由于两个不全位错在同一滑移面上，彼此同号且有夹角，故它们必然相互排斥并分开，其间夹着一片它们必然相互排斥并分开，其间夹着一片堆垛层错区堆垛层错区。通常把一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛通常把一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态称为层错的整个位错组态称为扩展位错扩展位错。晶界就是空间取向不同的相邻晶粒晶界就是空间取向不同的相邻晶粒之间的界面。之间的界面。晶粒内又可分为若干小晶块，可称晶粒内又可分为若干小晶块，可称为亚晶粒，相邻亚晶粒之间的界面为亚晶粒，相邻亚晶粒之间的界面称为亚晶界。称为亚晶界。固溶体是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵

18、中溶人其他组元原子（溶质原子）所形成的均匀混合的固态溶体，它保持着溶剂的晶体结构类型。 中间相可以是化合物，也可以是以化合中间相可以是化合物，也可以是以化合物为基的固溶体物为基的固溶体相：体系中具有相同物理与化学性质的，且与其他部分以界面分开的均匀部分。 组元：组成一个体系的基本单元。吉布斯相律：吉布斯相律： f=C-P+1单元系相图的相律解释单元系相图的相律解释二元系相图：二元系相图：匀晶、共晶、包晶相图、线及区、平衡凝固过程、匀晶、共晶、包晶相图、线及区、平衡凝固过程、相组成物及组织组成物的质量分数计算、非平衡凝相组成物及组织组成物的质量分数计算、非平衡凝固的表现。固的表现。P169 表表

19、5-6v(1) (1) 相图中所有的线条都代表发生相转变的温度和平衡相的相图中所有的线条都代表发生相转变的温度和平衡相的成分，所以相界线是相平衡的体现，平衡相的成分必须沿着成分，所以相界线是相平衡的体现，平衡相的成分必须沿着相界线随温度而变化。相界线随温度而变化。 v(2) (2) 两个单相区之间必定有一个由该两相组成的两相区分开，两个单相区之间必定有一个由该两相组成的两相区分开，而不能以一条线接界而不能以一条线接界( (即两个单相区只能交于一点而不能交于即两个单相区只能交于一点而不能交于一条线一条线) )。两个两相区必须以单相区或三相水平线分开。即。两个两相区必须以单相区或三相水平线分开。即

20、: :在二元相图中，相邻相区的相数差为在二元相图中，相邻相区的相数差为1 1，这个规则为相区接触，这个规则为相区接触法则。法则。v(3) (3) 二元相图中的三相平衡必为一条水平线，表示恒温反应。二元相图中的三相平衡必为一条水平线，表示恒温反应。在这条水平线上存在在这条水平线上存在3 3个表示平衡相的成分点，其中两点在水个表示平衡相的成分点，其中两点在水平线两端，另一点在端点之间，水平线的上下方分别与平线两端，另一点在端点之间，水平线的上下方分别与3 3个两个两相区相接。相区相接。 v(4) (4) 当两相区与单相区的分界线与三相等温线相交则分界线当两相区与单相区的分界线与三相等温线相交则分界

21、线的延长线应进入另一两相区内，而不会进入单相区的延长线应进入另一两相区内，而不会进入单相区。v分析复杂二元相图的步骤和方法如下：分析复杂二元相图的步骤和方法如下： v (1) (1) 首先看相图中是否存在化合物，如有稳定化首先看相图中是否存在化合物，如有稳定化合物，则以这些稳定化合物为界合物，则以这些稳定化合物为界( (把化合物视为组把化合物视为组元元) )，把相图分成几个区域，把相图分成几个区域( (基本相图基本相图) )进行分析。进行分析。 v (2) (2) 根据相区接触法则，认清各相区的组成相。根据相区接触法则，认清各相区的组成相。 v单相区：代表一种具有独特结构和性质的相的成分单相区

22、：代表一种具有独特结构和性质的相的成分和温度范围，若单相为一根垂线，则表示该相成分和温度范围，若单相为一根垂线，则表示该相成分不变。不变。 v双相区：邻区原则是含有双相区：邻区原则是含有P P个相的相区的邻区，只个相的相区的邻区，只能含有能含有P1P1个相。违背了这条原则，无法满足相律的个相。违背了这条原则，无法满足相律的要求。两相区中平衡相之间都有互溶度，只是互溶要求。两相区中平衡相之间都有互溶度，只是互溶度大小不同而已。度大小不同而已。(3)(3) 找出所有的三相共存水平线，分析这些恒温转变找出所有的三相共存水平线，分析这些恒温转变的类型，写出转变式。的类型，写出转变式。(4)(4) 应用

23、相图分析典型合金的组晶过程和组织变化规应用相图分析典型合金的组晶过程和组织变化规律。律。 单相区；相成分、质量与原合金相同。单相区；相成分、质量与原合金相同。 双相区；双相区；在不同温度下两相成分沿相界线变化，各相的相对量可由杠杆法则求得。 三相共存三相共存( (平衡平衡) )时，时，三个相的成分固定不变，可用杠杆法则求出恒温转变前、后相组成的相对量。相图的正确与否可用相律来判断。相图的正确与否可用相律来判断。FeFeFeFe3 3C C合金相图合金相图固态转变线固态转变线： GSGS线线 ES ES线线 PQPQ线线平衡凝固过程、相组成物及组织组成物的质量分数平衡凝固过程、相组成物及组织组成

24、物的质量分数计算、不同计算、不同c c含量的合金名称、五种渗碳体的区别。含量的合金名称、五种渗碳体的区别。课堂练习及思考题、作业都是重点！课堂练习及思考题、作业都是重点！三元相图基础：三元相图基础：成分表示方法、浓度三角形特殊线成分表示方法、浓度三角形特殊线、三元相图的建、三元相图的建立；立；直线法则、杠杆定律、重心定律直线法则、杠杆定律、重心定律匀晶相图平衡结晶过程：匀晶相图平衡结晶过程：蝴蝶形迹线；蝴蝶形迹线；等温截面：共轭曲线（可用杠杆定律）等温截面：共轭曲线（可用杠杆定律）变温截面：判定转变温度范围和相转变过程，不能变温截面：判定转变温度范围和相转变过程，不能用杠杆定律。用杠杆定律。凝

25、固与气相沉积T=Tm-T，是熔点，是熔点Tm与实际凝固温度与实际凝固温度T之差。之差。 由上式可知，要使由上式可知，要使 Gv0，必须使，必须使 T0，即，即 TTm，故，故T称为称为过冷度。过冷度。晶体凝固的热力学条件表明，实际凝固温度晶体凝固的热力学条件表明，实际凝固温度应低于熔点应低于熔点Tm，即需要有过冷度。，即需要有过冷度。形核的两种方式： 均匀形核：新相晶核是在母相中均匀地生成的，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。 非均匀形核：新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外来表面形核。临界晶核半径随过冷度增大而减小临界晶核半径随过冷度增大而

26、减小形核率：单位体积液体内在单位时间所形成的晶核数形核率：单位体积液体内在单位时间所形成的晶核数金属材料形核率突然增大的温度称为有效形核温度，此时对金属材料形核率突然增大的温度称为有效形核温度，此时对应的过冷变称临界过冷度约等于应的过冷变称临界过冷度约等于0.2Tm。非均匀形核比均匀形核所需的形核非均匀形核比均匀形核所需的形核功小，且随润湿角的减小而减小。功小，且随润湿角的减小而减小。1 1、非均匀形核是在较小的过冷度下可、非均匀形核是在较小的过冷度下可获得较高的形核率获得较高的形核率2 2、随过冷度的增大、随过冷度的增大, ,形核速度值由低向形核速度值由低向高过渡较为平衡高过渡较为平衡3 3

27、、随过冷度的增大形核速度达到最大、随过冷度的增大形核速度达到最大后，曲线就下降并中断后，曲线就下降并中断4 4、最大形核率小于均匀形核、最大形核率小于均匀形核液液-固界面分为：粗糙界面和光滑界面固界面分为：粗糙界面和光滑界面晶粒长大方式分为：连续长大、二维晶核长大及螺晶粒长大方式分为：连续长大、二维晶核长大及螺型位错长大。型位错长大。溶质原子的再分配溶质原子的再分配成分为C0的合金，在凝固时，当温度低于T0便开始析出固相，其成分为CS；在任一温度T时，固相成分为CS，液相成分为CL。由于固相成分低于C0，在凝固时固相中不能容纳的溶质原子B被排挤出来，富集在界面前沿液相一侧，然后逐渐相熔体内扩散

28、均匀化。这种成分分离的现象，称为溶质原子的再分溶质原子的再分配配。图图618 当当TLGCR就产生成分过冷就产生成分过冷在凝固前沿由于溶质再分配所产在凝固前沿由于溶质再分配所产生的过冷，称为生的过冷，称为成分过冷成分过冷。区域熔炼：区域熔炼：基于合金在不平衡凝基于合金在不平衡凝固时液体内合金的成分不能均匀固时液体内合金的成分不能均匀化，让合金由左向右顺序凝固，化，让合金由左向右顺序凝固，将杂质逐渐排除到右端，而合金将杂质逐渐排除到右端，而合金棒的左端可得到精炼提纯。棒的左端可得到精炼提纯。 扩散菲克定律描述了固体中存在浓度梯度时发生的扩散，菲克定律描述了固体中存在浓度梯度时发生的扩散，称为称为

29、化学扩散。化学扩散。自扩散自扩散 ：当扩散不依赖于浓度梯度，仅由热振动而引：当扩散不依赖于浓度梯度，仅由热振动而引起时，则称为起时，则称为自扩散自扩散。扩散方程的解：扩散方程的解：1.钢棒在富含一定浓度的钢棒在富含一定浓度的CH4气氛中进气氛中进行渗碳处理。行渗碳处理。2.在单位面积的纯金属表面敷以扩散元素组成平面源，在单位面积的纯金属表面敷以扩散元素组成平面源，然后对接成扩散偶进行扩散。然后对接成扩散偶进行扩散。)2(0DtxerfCCCCss2exp()42MxCDtDt影响扩散的因素：影响扩散的因素：1.温度、温度、2.固溶体类型、固溶体类型、3.晶晶体结构、体结构、4.晶体缺陷、晶体缺

30、陷、5.第三相组元、第三相组元、6.浓度浓度扩散由低浓度处向高浓度处进行，如固溶体中扩散由低浓度处向高浓度处进行，如固溶体中某些偏聚或调幅分解，这种扩散被称为某些偏聚或调幅分解，这种扩散被称为“上坡上坡扩散扩散”。扩散的驱动力是扩散的驱动力是化学位梯度化学位梯度，既扩散总是向化，既扩散总是向化学位减少的方向进行。学位减少的方向进行。RTQDDoexp形变与再结晶塑性塑性是指材料在断裂前的变形能力，是指材料在断裂前的变形能力，强度强度标志着材料抵抗变形或断裂的能力。标志着材料抵抗变形或断裂的能力。弹性模量弹性模量代表着使原子离开平衡位置的难易程度，是表征晶代表着使原子离开平衡位置的难易程度，是表

31、征晶体中体中原子间结合力强弱原子间结合力强弱的物理量的物理量。弹性不完整性的现象包括弹性不完整性的现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性和循环韧性等。等。加载时消耗于材料的变形功大于卸载时材料恢复所释放的变加载时消耗于材料的变形功大于卸载时材料恢复所释放的变形功，多余的部分被材料内部所消耗，称之为形功，多余的部分被材料内部所消耗，称之为内耗内耗，其大小，其大小即用弹性滞后环面积度量。即用弹性滞后环面积度量。 单晶体单晶体的塑性变形主要通过的塑性变形主要通过滑移方式滑移方式进行的，此外，尚有进行的，此外，尚有孪孪生生和和扭折扭折等方式。等方式。一个滑移面和

32、此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。在其他条件相同时，晶体中的滑移系愈多，滑移过程可能。在其他条件相同时，晶体中的滑移系愈多，滑移过程可能采取的空间取向便愈多，滑移容易进行，它的塑性便愈好采取的空间取向便愈多，滑移容易进行，它的塑性便愈好只有当外力在某一滑移系中的分切应力达到一定临界值时，只有当外力在某一滑移系中的分切应力达到一定临界值时，该滑移系方可以首先发生滑移，该分切应力称为滑移的该滑移系方可以首先发生滑移，该分切应力称为滑移的临界临界分切应力。分切应力。对于具有多组滑移系的晶体，滑移首先在取向最有利的滑移对于具有多组滑移系的晶体

33、，滑移首先在取向最有利的滑移系系(其分切应力最大其分切应力最大)中进行，但由于变形时晶面转动的结果，中进行，但由于变形时晶面转动的结果，另一组滑移面上的分切应力也可能逐渐增加到足以发生滑移另一组滑移面上的分切应力也可能逐渐增加到足以发生滑移的临界值以上，于是晶体的滑移就可能在两组或更多的滑移的临界值以上，于是晶体的滑移就可能在两组或更多的滑移面上同时进行或交替地进行，从而产生面上同时进行或交替地进行，从而产生多系滑移多系滑移。 滑移与孪生的比较：滑移与孪生的比较：相同点：相同点： 宏观上看宏观上看，两者都是在剪（切）应力作用下发生的均匀剪切变形。，两者都是在剪（切）应力作用下发生的均匀剪切变形

34、。微观上看微观上看，二者都是晶体塑性变形的基本方式，是晶体的一部分相，二者都是晶体塑性变形的基本方式，是晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向平移。对于另一部分沿一定的晶面和晶向平移。两者都不改变两者都不改变晶体结构类型晶体结构类型。 不同点：不同点：晶体中的位向晶体中的位向 滑移：晶体中已滑移部分与未滑移部分的位向相同。孪滑移：晶体中已滑移部分与未滑移部分的位向相同。孪生：已孪生部分（孪晶）和未孪生部分生：已孪生部分（孪晶）和未孪生部分( (基体基体) )的位向不同，且两部分的位向不同，且两部分之间具有特定的位向关系（镜面对称）。之间具有特定的位向关系（镜面对称）。位移的量位移的量 滑移：原子的位移是沿滑移方向上原子间距的整倍数；且滑移：原子的位移是沿滑移方向上原子间距的整倍数；且在一个滑移面上总位移较大。孪生：