实际晶体中的位错行为

实际晶体中的位错行为第一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六实际晶体与连续弹性介质的差别晶体是周期排列的晶格阻力（P-N力）；晶体的各向异性实际晶体有固定的滑移面和滑移方向；实际晶体的原子具有独特的堆垛方式层错、部分位错和全位错。第二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六目录第一节P-N模型与P-N力第二节弯折和割阶第三节扩散滑移与攀移机制第四节割阶位错的滑动第五节晶体中的全位错与滑移系统第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第八节面心立方晶体中扩展位错的运动第九节面心立方中的层错四面体第三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第一节P-N模型与P-N力第四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、晶格阻力的由来

可见，心部能量的随着位置的改变而发生周期性变化，造成位错运动的阻力。我们的任务就是要求得这个阻力。是位错心部的能量变化，常被称作错排能。需要建立模型。第一节P-N模型与P-N力第五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、P-N模型（简单立方）第一节P-N模型与P-N力第一步：插入原子面，上下两个原子面相对移动：注意，这一步操作并不产生应力。1、模型建立第六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第一节P-N模型与P-N力这一步是原子之间相互吸引产生应变，也就有位移。注意：1、是错排面上任意两个同号原子之间的相对位移；2、是错排面上下两块晶体滑移面上原子的位移。则同号原子之间相对位移：第二步：假设每个原子移动，则相邻原子相对应动，1、模型建立二、P-N模型（简单立方）第七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第一节P-N模型与P-N力

这里的任务就是求出的解：由于在处，位错的影响消失，滑移面上下同号原子对齐，所以※这就是必须满足的边界条件。2、边界条件二、P-N模型（简单立方）第八页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第一节P-N模型与P-N力（1）假设是相对位移的正弦函数（周期为b）：当很小时，根据虎克定律：3、表达式的求解：（2）把上下两块晶体视作连续弹性介质，则可以把位错线视作连续分布的小位错。在处范围内的柏氏矢量为：小位错在x处产生的切应力为：将其积分可以求出滑移面上的切应力：二、P-N模型（简单立方）第九页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第一节P-N模型与P-N力比较（1）和（2）两式可以得到积分方程：－位错的半宽度：；；3、表达式的求解：二、P-N模型（简单立方）第十页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第一节P-N模型与P-N力二、P-N模型（简单立方）4、应力场求解：进一步可以求出：注意：当时，该位错的应力场与连续介质中应力场相同。因此，P-N模型消除了连续介质模型在位错中心的奇异点。第十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六三、晶格阻力与P-N力1、Peierls位错的能量一般认为：如不考虑位置，只考虑整个错排面的能量，则可以表达为：一般取只有根据位置的不同来求出能量，才能确定晶格阻力。值仍然是个常数，仍然无法求出晶格阻力。但是，这样求出的－晶体的弹性能；－错排能，即滑移面上下两层原子的相互作用能。第一节P-N模型与P-N力第十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六其中，——P-N位垒，用以表示位错周期势能。通过计算任意一对原子的错排能再通过求和得到整个滑移面的错排能；然后再利用傅立叶求和公式，求出位错在任意位置的错排能（刃型位错）：如果位错偏离对称位置时（的分数），则：

如果位错恰好在对称位置时，可以近似地认为原子的位置为：三、晶格阻力与P-N力1、Peierls位错的能量第一节P-N模型与P-N力第十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六是一个很重要的参数，用以表示位错周期势能，是晶体的一个性质。不同点阵类型的不同三、晶格阻力与P-N力1、Peierls位错的能量当位错从一个平衡位置移动到另一个平衡位置时，必须翻越这个能峰。所以，的大小会影响到位错的可动性。，FCC的低。BCC的高，第一节P-N模型与P-N力第十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六2、晶格阻力晶格阻力在数值上等于：晶格阻力表达式的特点：是作用在单位长度位错线上的晶格阻力；是一种周期力。第一节P-N模型与P-N力三、晶格阻力与P-N力第十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六这是不对的，所以这个模型应当有缺陷。3、P-N力）：晶格阻力用切应力来表达（相应的最大剪切应力阻力称之为P-N应力：当时，达到最大值。时，达到极大值，称之为P-N力：当第一节P-N模型与P-N力三、晶格阻力与P-N力第十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六四、P-N力的应用1、P-N力的物理意义是什么？2、P-N力的重要性何在？（1）如何解释晶体实际切变强度与理论强度的差别？（2）晶体中那些面是易滑移面？为什么？（3）什么是易滑移方向，为什么？（4）FCC与BCC相比，哪个的P-N力更大？为什么？（5）为什么刃型位错的可动性大，而螺型位错的可动性差呢？（6）连续弹性介质中是否有不可动位错？（7）FCC与BCC相比，哪个屈服强度对温度更敏感？为什么？第一节P-N模型与P-N力第十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第二节弯折和割阶第十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、弯折第二节弯折和割阶位错线的拐折与位错线处于同一滑移面上。1、概念：2、形成机制（分类）（1）几何性弯折弯折的宽度一般表达为：一般。；所以弯折形成能可以表达为：问题：刃型位错与螺型位错那个更容易形成弯折？为什么？第十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、弯折（2）热学性弯折2、形成机制（分类）——弯折对的自能；——弯折对的交互作用能；弯折的形成能：弯折对的交互作用力为：这与两个位错之间的作用力不同第二节弯折和割阶第二十页，共八十七页，编辑于2023年，星期六由于两个位错相遇，交割而形成的弯折。（3）交割性弯折：一、弯折2、形成机制（分类）第二节弯折和割阶第二十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、弯折3、弯折的特性（1）可动性大（2）易于形成，也易于消失对于螺型位错而言，一旦出现弯折，则会有刃型位错分量出现，使可动性增大；弯折一般跨越能垒，通过弯折的侧向移动使整个位错翻越能垒，要比整个位错线同时跨越能垒容易得多。弯折与位错同在一个滑移面上，易于由位错的滑移而消失；温度升高时，热激活作用增强，P-N能垒作用相对下降，则在线张力作用下，位错线容易拉直。第二节弯折和割阶→冷脆现象的解释——（书中P46页）第二十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、割阶第二节弯折和割阶1、概念：如果位错线的一部分发生了拐折，拐折部分与位错滑移面相互垂直或者不平行，称之为割阶。单位割阶——割阶的高度＝b；超割阶——割阶的高度>b；第二十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第二节弯折和割阶2、形成机制：二、割阶（1）位错交割一个位于滑移面内——可动位错；一个穿过滑移面——林位错；两个位错：可能形成割阶或弯折。为非障碍性割阶。两个相互垂直的刃型位错的交割条件：位错线相互垂直；柏氏矢量也相互垂直；第二十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第二节弯折和割阶2、形成机制：二、割阶（1）位错交割

相互垂直的刃型位错与螺型位错的交割条件：位错线相互垂直；柏氏矢量也相互垂直；刃型位错上形成割阶；螺型位错上形成弯折；第二十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第二节弯折和割阶2、形成机制：二、割阶（1）位错交割相互垂直的螺性位错与螺型位错的交割各自形成一个刃型割阶。运动特性：只能沿着螺型位错滑移；随着螺型位错运动时只能是攀移。第二十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第二节弯折和割阶（2）热学性割阶

2、形成机制：二、割阶由于热扩散而形成的割阶；割阶：柏氏矢量相同；位错线方向相反；形成割阶对的交互作用力：第二十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第二节弯折和割阶3、割阶的特性二、割阶割阶的可动性较差：（1）由于割阶垂直于位错的滑移面，其滑移面不是易滑移面。割阶运动困难，从而影响位错的运动。（2）割阶沿着原位错运动方向运动时，只能是攀移。总之，一旦形成割阶就会降低位错的可动性。第二十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第三节扩散滑移与攀移机制学习本节的目的：了解位错运动与晶体中原子扩散之间的关系。这种关系也反映了晶体结构对位错运动的影响。所以，本节内容对于加深理解金属的高温变形行为和低温变形行为具有重要意义。位错的运动有两种基本形式：（1）滑移：一般认为，滑移不涉及原子扩散，属于保守运动；但有时热激活作用也会使位错线或其中的一部分产生漂移，从而引起滑移称之为扩散滑移。（2）攀移：必须有原子扩散。第二十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、弯折的扩散滑移

1、弯折扩散滑移的概念弯折扩散滑移是指在外力和热激活作用下弯折的定向漂移。在外力作用下，弯折倾向于沿外力作用方向移动，从而产生定向漂移。（这个外力很小，不足以使弯折产生一般意义上的滑移）也就是说，弯折的移动和溶质原子或空位扩散机制是一样的，因此称为扩散滑移。弯折可以看作是晶体中的微小组元（如同空位和间隙原子一样），它也在不停地进行着热运动，有向任何方向移动的趋势。2、弯折扩散滑移的机制这主要是指，应力较小时，位错线难于整体滑移；此时，却有可能在热激活作用下使弯折发生定向漂移，进而引起位错线的滑移。“移动是热激活引起的，而定向是外力造成的”！第三节扩散滑移与攀移机制第三十页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、弯折的扩散滑移3、扩散滑移行为的表征已知：＝？求：横向漂移速度在热激活作用下可能引起弯折的定向漂移；所受切应力较小，尚不足以使弯折运动；解：按照扩散理论，热力学力作用下，原子定向漂移速率为：（1）首先确定弯折的扩散系数：

所以，弯折在外力作用下的扩散滑移速度为：若弯折运动的激活能为时：时，则作用在弯折上的力为：（2）若所施加的切应力为在左螺型位错上有一个刃型弯折；a－原子跳动的距离。－Debye频率；在低温变形时，弯折起着非常重要的作用。第三节扩散滑移与攀移机制第三十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、弯折的扩散滑移3、弯折扩散滑移的意义（1）当应力较低，不足以使整个位错线滑动时；或当温度较低，不足以使位错发生攀移时；位错运动可以通过弯折的扩散滑移来实现。（2）扩散滑移属于扩散过程，是由原子的热振动引起的；影响扩散过程的是扩散激活能，而不是P－N力；对于扩散而言，密堆结构比非密堆结构中的扩散更难。（3）弯折的侧向运动是沿着非密排方向，所需热激活能显著降低。第三节扩散滑移与攀移机制第三十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、位错线的扩散攀移Q1：扩散攀移的元过程：刃型位错扩散攀移的元过程是点阵缺陷（空位或间隙原子）的发射或湮灭：(1)吸收间隙原子或发射空位产生负攀移；(2)发射间隙原子或吸收空位产生正攀移；可见，刃型位错攀移时，要引起周围点阵缺陷数量的变化。Q2：刃型位错周围点缺陷浓度发生变化对位错产生的影响：(1)若刃型位错周围空位浓度大于平衡浓度时，位错会吸收空位正攀移；(2)若刃型位错周围空位浓度小于平衡浓度时，位错会发射空位负攀移；所以，这相当于空位浓度的变化会在位错上施加一个攀移力，称之为渗透力。第三节扩散滑移与攀移机制第三十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、位错线的扩散攀移1、渗透力概念：刃型位错附近点缺陷的变化引起的一种攀移力。2、渗透力产生的原因：如果位错线附近空位浓度高于晶体中的空位浓度时，空位会向位错线上迁移，以降低空位的浓度，从而使位错线发生攀移。3、渗透力的表达式：渗透力必然是组态力。这就好像有一种力作用在位错线上，这种力我们称之为渗透力。－原子的体积；C0－点缺陷的平衡浓度；C－位错线附近点缺陷的浓度。第三节扩散滑移与攀移机制所以，晶体中刃型位错可能受到两个方向的攀移力：－外力正应力引起的攀移力。或者写成矢量形式：第三十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六由上述分析可知，位错扩散攀移速率由晶体内空位的体扩散速率所控制。于是，可以用扩散理论来求刃型位错的攀移速率：－空位的体扩散系数：－原子自扩散系数；

所以，T↑↑↑↑；↑↑（1）在外力＋热激活作用下，诱发弯折定向漂移引起整个位错滑移扩散滑移；（2）在外力＋热激活作用下，诱发点缺陷定向扩散位错运动与原子扩散的关系：引起整个位错攀移扩散攀移。第三节扩散滑移与攀移机制二、位错线的扩散攀移4、位错扩散攀移速率：第三十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六三、割阶位错的攀移总之，位错运动实质上是与原子扩散有一定关系的。说明位错运动存在热激活问题。这对于深入理解位错的运动行为与温度的关系很有意义。在一般情况下，由于所受的作用力较大，往往忽略了热激活作用。问题:带割阶位错的攀移速度应由什么来控制？－原子的扩散系数；a－割阶移动的距离。－割阶的浓度，，它反映的是单位长度上割阶的数量；－割阶的形成能。由此可以进一步求出位错攀移的速度：应当是由空位的体扩散来控制。用扩散理论求出割阶运动的速度为：第三节扩散滑移与攀移机制第三十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第四节割阶位错的滑动第三十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、保守性滑动（1）割阶间距为L，原位错滑移面为xoy，是易滑移面；（2）割阶也是刃型位错，其滑移面为yoz，是非易滑移面。1、带有割阶刃型位错的运动产生条件：所以，可以导致割阶在晶体非易滑移面上滑动，但总是要拖后（为什么？）。又因为h=b，作用在单位割阶上的力为：所以，割阶两边位错线作用在位错线上的力为：解：割阶上作用力平衡方程为：第四节割阶位错的滑动求：在切应力作用下，割阶如何运动？第三十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期六2、带有割阶螺型位错的运动一、保守性滑动产生条件：螺型位错上有割阶，且割阶的间距不等；求：在切应力作用下，割阶如何运动？解：刃型位错；（2）割阶的滑移面是什么？（3）在作用下位错的运动：（1）割阶的性质是什么？xoz；螺型位错沿y方向运动；割阶位错作负攀移；由于割阶的间隙不等，线张力在割阶处产生一个平行于柏氏矢量的力：又由于，在各段受力相同时，弯曲半径相同，但各段的截距不同，所以，其弓弯角不同：第四节割阶位错的滑动第三十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期六2、带有割阶螺型位错的运动一、保守性滑动（2）位错线继续前进，而割阶附近的位错线为刃型，不能随着前进：问题1：在力F的作用下，会有什么结果？会使割阶2向左运动；割阶3向右运动；使两个割阶聚合起来：聚合作用的结果是使割阶间距趋于相等形成位错偶极子问题2：割阶聚合形成位错偶极子的形态？（1）割阶的聚合使割阶间距趋于相等，位错线在外力作用下形成半圆形：最终形成位错偶极子。如果割阶符号相同形成超割阶如果割阶符号相反相互销毁结论：在比较低的温度下，带有割阶的位错可以作保守运动，但条件是必须有应力集中。所以，一般认为，割阶对位错滑移有阻碍作用或钉扎作用。第四节割阶位错的滑动第四十页，共八十七页，编辑于2023年，星期六总的情况是：割阶间位错滑移＋割阶本身攀移称之为扩散控制滑移。二、非保守滑移条件是：温度比较高，扩散可以进行。已知：左螺位错，滑移面xoy；割阶间距相等，均为L；求：在切应作用下，位错如何运动？1、带有割阶的螺型位错的运动（1）割阶的性质是什么？解：（2）割阶的滑移面是什么？刃型位错；XOZ；（3）割阶刃型位错的半原子面：作用下使螺错向Y方向运动时，割阶是负攀移，在割阶会留下一串空位。会释放出空位：割阶每前进一步就要释放出一个空位；整个位错线能否前进取决于割阶是否放出空位。所以，较小时，割阶起钉扎作用；较大时，割阶才能运动，位错线才能脱锚。第四节割阶位错的滑动在YOZ上，且在位错线左侧；第四十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、非保守滑移所需能量至少为。（空位与点阵结合能）；还需要能量（2）使割阶前进一个原子间距a，（空位形成能）；所需能量2、扩散控制滑移的临界切应力计算割阶脱锚所需的最大能量估算：（1）割阶要释放出空位空位要结点脱钩进入点阵●如果外力做功能提供的能量为，是否足以脱锚？能量不够！因为空位形成是一个热激活过程，所以还需要考虑热激活的问题。第四节割阶位错的滑动虚功原理第四十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六3、热激活过程的特点如果到B状态时，位移为a*，－相当于外力所做的功；－无外力时所需的激活能，相当于空位形成能。从一个稳定状态到另一个稳定状态，中间要翻越一个能垒，即热激活能。所以，割阶从状态A到状态C，中间要经历B状态则总体所需要的热激活能为：第四节割阶位错的滑动二、非保守滑移第四十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六；第二步应当是空位与结点脱锚进入点阵，即由C状态到达D状态。无外力作用时，A和C两处的能量差为空位形成能；有外力做功时，A和C两处的能量差为；请注意：B处的能垒一定要高于E处的能垒！——这就是割阶热激活的能量条件。所以，关键是有足够的能量以翻越激活能垒，即第四节割阶位错的滑动二、非保守滑移3、热激活过程的特点第四十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六4、临界切应力求解：是发射空位所需要的热激活能，所以，使割阶运动所需要的临界切应力为：－激活体积由前述能量条件可得：所以，不需要热激活就可以使割阶稳定地发射空位，则需要：第四节割阶位错的滑动二、非保守滑移第四十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第五节晶体中的全位错与滑移系统问题1：什么叫全位错（Perfectdislocation）?问题2：为什么全位错的柏氏矢量要取最短的点阵矢量？第四十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、Frank能量准则FCC：Frank能量准则实际上是以b2作为位错线能量大小的判据。所以，全位错的柏氏矢量只能是最小点阵矢量，否则，位错就会不稳定，就会分解：各种晶体都有自己的最短点阵矢量，相应的要有自己特定的全位错：HCP：BCC：问题：FCC中中的b值是不是更小呢？为什么不是最小点阵矢量呢？注意：全位错的不改变晶体点阵结构的特性。第五节晶体中的全位错与滑移系统第四十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、晶体的滑移系统FCC：BCC：在连续介质中没有不可动位错。但在晶体中存在。晶体中的位错分为可动位错和林位错。晶体的滑移系统主要取决于全位错的特性：易滑移面和易滑移方向构成滑移系统：晶体的滑移方向主要平行于全位错的柏氏矢量；晶体的滑移面主要与全位错的滑移面一致。HCP：c/a＞1.633——c/a＜1.633——（基面）（棱柱面）（棱锥面）第五节晶体中的全位错与滑移系统第四十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期六三、全位错的滑移问题1：可动刃型位错的位错线应当躺在哪个晶面上？位错线应沿着什么方向？问题2：这个位错应如何运动？问题3：螺型位错呢？第五节晶体中的全位错与滑移系统第四十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第五十页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、晶体学基本知识1、{111}面（1）是ABC三层一重复，且面上原子排列最紧密；（2）C→A，A→B，B→C三个位置间相差；（3）晶面间距为：；（4）抽出或插入一层{111}面引起的位移量为。2、{100}面（1）位置是两层一重复；（2）晶面间距为：。第五十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、晶体学基本知识第五十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六3、{110}面（1）是二层一重复，可称为a面和b面；（2）晶面间距为：；由于{110}面上的原子太稀疏，a、b两个（110）面才能构成密排面，然后重复堆垛成晶体。（3）两个{110}面才能构成的位移矢量。即面心立方全位错（刃型）的半原子面由两个（110）半原子面组成。正因如此，全位错才有可能分解为两个部分位错。一、晶体学基本知识第五十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六小结一、晶体学基本知识（1）面是ABCABC……三层一重复，面间距最大；（2）是ababab……二层一重复，面间距；矢量由4个面组成，一个C位置移动到A位置；B位置移动到C位置；A位置移动到B位置；矢量由2个面组成。或一个矢量由三层面组成，一个面的厚度为；即一层第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第五十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、面心立方中的层错问题1：什么叫层错，在FCC中层错是怎样形成的？实际晶体中都是密排点阵，点阵的周期性可以看作是密堆（排）面按照一定堆垛次序堆垛而成。在堆垛过程中，堆垛次序可能会发生变化，使点阵周期受到破坏，形成层错。所以，层错是由于堆垛次序发生变化而产生的一种晶体缺陷ABCABC……问题2：对于FCC而言，正常的堆垛次序是什么？第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第五十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六问题3：如何改变这种点阵堆垛次序？（层错的类型）（3）滑移型：一次滑移形成内禀型层错：（1）抽出型（内禀型）：单层堆垛层错，一个原子厚的孪晶；……ABCABCABC……↑……ABCBCABC……＾（2）插入型（外禀型）：双层堆垛层错，两个原子厚的孪晶；……ABCABCABC……↓A……ABCABACABC……＾……ABC

ABCABCABC……↓A↓B↓C↓A↓B↓C↓A……ABC

ABABCABCA……＾……ABC

ABABCABCA……C↑A↑B↑C↑……CABC

BABCABCA……二、面心立方中的层错第六节面心立方晶体中的层错和部分位错二次滑移形成外禀层错：第五十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六三、部分位错1、定义部分位错是指柏氏矢量小于最短点阵矢量的位错。2、分类（1）Frank位错形成：性质：方向—平行于方向（);大小—等于面间距，，即。fcc滑移面（111）面）。是不可动位错（因为抽出或插入部分密排面的边界；刃型位错；柏氏矢量：可动性：第五十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六三、部分位错2、分类（2）Shocrley位错形成：其边界就是Shockley位错。……ABCACABC……^性质：和都在{111}面上。因为可为刃型、螺型或混合型位错。柏氏矢量：可动性：是可动位错，和都在{111}面上。因为Shockley位错作为滑移型层错的边界，不能离开滑移面，难于攀移和交滑移。第六节面心立方晶体中的层错和部分位错在O-O’面上局部滑移，使堆垛次序发生：第五十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期六四、扩展位错问题1：什么叫扩展位错？为什么会形成扩展位错？问题2：如何能形成层错？位错反应和位错分解：问题3：如何判断一个位错反应能否进行？层错能的概念：时，位错不能扩展，例如Al、Ni；时，位错可扩展，但很窄；时，位错易扩展，例如黄铜、不锈钢。几何条件：反应前后柏氏矢量守恒，即能量条件（Frank准则）：位错反应的判据第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第五十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期六五、Thompson记号第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第六十页，共八十七页，编辑于2023年，星期六五、Thompson记号的特点1、两个英文字母表示的矢量为全位错的柏氏矢量：2、顺序相同的英文字母与希腊字母组合矢量表示Frank位错的柏氏矢量：第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第六十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六3、其它英文字母与希腊字母组合矢量表示Shockley位错的柏氏矢量：五、Thompson记号的特点4、压杆位错第六十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六注：代表和两矢量中点连线的2倍；5、符合矢量运算法则五、Thompson记号的特点计算上取：第六节面心立方晶体中的层错和部分位错第六十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第六十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、Lomer位错锁1、同一滑移面上两个互相平行全位错的反应是可动位错。是全位错，而且在（111）面上，反应的位错线也在（111）面上，的条件，反应可以进行。所以满足从能量角度来看，这个反应进行的可能性：即：已知：第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第六十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、Lomer位错锁2、相交滑移面上两个互相平行全位错的反应求：反应的结果是什么？设：一个滑移面为（111），即ABC面（d）；另一个滑移面为，即BCD面（a）；交线为；在每个滑移面上各有一个全位错，并且都平行于交线：解：能量条件：即可以形成新的位错。第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第六十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、Lomer位错锁2、相交滑移面上两个互相平行全位错的反应

（1）位错性质：（2）滑移面：，即为刃型位错。（3）可动性：不可动位错，称为Lomer位错锁。问题1：这个面上有几组可以反应生成Lomer位错锁？二组：问题2：其它各面呢？第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第六十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、压杆位错（Stair-rod）1、压杆位错的定义压杆位错是由两个位于相交滑移面上的Shockley位错相遇，在交线处所形成的不动位错。类似于在楼梯上铺地毯时，每个台阶角上钉的木条一样。2、压杆位错的形成（1）由位于相交滑移面上的一个全位错扩展而成和有一个全位错位于相交的滑移面上；两个滑移面夹角为71°；，为刃型位错。全位错的柏氏矢量为：第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第六十八页，共八十七页，编辑于2023年，星期六

1）全位错在两个面上发生分解：反应过程：在面上：面上：在2）与发生反应：所形成的位错：压杆位错滑移面：二、压杆位错2、压杆位错的形成第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第六十九页，共八十七页，编辑于2023年，星期六二、压杆位错2、压杆位错的形成设：面上有扩展位错：面上有扩展位错：（2）在相交滑移面上两个扩展位错的领先位错相遇而成即（a）－BDC面上：即（d）－ABC面上：反应过程——滑移面：Lomer-Cottrell位错锁第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第七十页，共八十七页，编辑于2023年，星期六三、Lomer-Cottrell位错锁（1）由两个全位错分解，再由领先位错反应生成（如前节所述）；两个Shockley位错压杆位错1、Lomer-Cottrell位错锁的概念是由压杆位错＋两片层错＋两个Shockley位错所构成的位错组态。2、Lomer-Cottrell位错锁的形成（2）由两个位错先合成Lomer位错锁，再分解成一个压杆位错＋两个Shockley位错，中间夹着层错：第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应第七十一页，共八十七页，编辑于2023年，星期六四、会合位错第七节面心立方晶体中的几种重要位错反应1、会合位错的形成第七十二页，共八十七页，编辑于2023年，星期六2、全位错网络的形成四、会合位错第七十三页，共八十七页，编辑于2023年，星期六四、会合位错3、扩展位错网络的形成可在（a）面上滑移，在层错表面张力的作用下要沿着（a）面拉开，使其结点沿两滑移面交线向两侧移动，导致位错和的线长度越来越短，并随后在（c）面上失去平衡而交滑移至（a）面，形成扩展位错网络。在（a）面上在（c）面上上述四个位错中的后三个相遇形成会合位错由于第七十四页，共八十七页，编辑于2023年，星期六四、会合位错4、面角位错的一般形式

第七十五页，共八十七页，编辑于2023年，星期六五、扩展偶极子第七十六页，共八十七页，编辑于2023年，星期六第八节面心立方晶体中扩展位错的运动问题1：扩展位错的宽度取决于什么？问题2：在外力作用下，扩展位错如何运动？第七十七页，共八十七页，编辑于2023年，星期六一、滑移平衡宽度为，切应力为；求：