点缺陷与位错的相互作用

点缺陷与位错的相互作用第一页，共二十一页，编辑于2023年，星期日位错点缺陷应力场应力场交互作用能量降低稳定位错强化晶体第二页，共二十一页，编辑于2023年，星期日弹性相互作用溶质原子会使周围晶体产生弹性畸变，而产生应力场，它与位错的应力场相互作用从而升高或降低晶体中的弹性应变能。分科垂耳型(cottrell)和斯诺克型(snoek)两种作用。模型：在弹性介质中挖一个球形空洞，再在其中放入刚性球，当球的半径与孔的半径不同时，便需要给晶体做功，以使二者保持相对平衡。在完整晶体中，溶质原子分布是随机的，但有其他缺陷（位错）产生应力场时，溶质原子产生的应变能就要发生改变，即产生相互作用。第三页，共二十一页，编辑于2023年，星期日Cottrell弹性相互作用求位错应力场对点缺陷处体积膨胀做的功。第四页，共二十一页，编辑于2023年，星期日第五页，共二十一页，编辑于2023年，星期日当溶质原子的半径大于溶剂原子的半径时,1，溶质原子从压缩区域被排斥到膨胀的区域（替换）2，间隙原子，被体积膨胀区域所吸引3,在球对称下，溶质原子和纯螺型位错之间没有弹性交互作用。4,交互作用的结果，大量溶质原子，尤其是间隙原子将聚集在位错附近区域，形成原子云，称为科垂尔气团第六页，共二十一页，编辑于2023年，星期日等能曲线和作用力的方向：第七页，共二十一页，编辑于2023年，星期日明显屈服现象弹性形变塑性形变第八页，共二十一页，编辑于2023年，星期日位错附近溶质原子的浓度溶质原子（间隙原子）对位错的钉扎作用：第九页，共二十一页，编辑于2023年，星期日Cottrell气团的盯扎作用（说明）柯氏气团是体心立方金属出现明显屈服效应的根本原因，但是其他金属及合金中由于他原因也可能出现明显屈服效应。点缺陷并非严格球形对称柯氏气团形成温度不能太低也不能太高间隙原子盯扎时，位错线和间隙原子并不定是直线，实际盯扎力要小些。第十页，共二十一页，编辑于2023年，星期日Snoek弹性相互作用体心立方铁中C原子的分布：八面体间隙位置，产生非球对称的畸变—四方畸变当有外力加在晶体上是，使某一个方向的晶体轴发生改变，C原子的随机分布改变。第十一页，共二十一页，编辑于2023年，星期日非球对称畸变与刃型位错的相互作用交互作用能大概为0.5eV左右。间隙原子和刃型位错的作用能要比替代原子强烈的很多第十二页，共二十一页，编辑于2023年，星期日非球对称畸变与螺型位错的相互作用模型：坐标系交互能：坐标系的变换：对于Fe其交互作用大概为0.5eV，与刃型位错的作用相当通过改变不同轴向的应变，改变溶质原子在Fe中的分布特点！第十三页，共二十一页，编辑于2023年，星期日第十四页，共二十一页，编辑于2023年，星期日<111><-110><-1-12>第十五页，共二十一页，编辑于2023年，星期日两种弹性相互作用螺位错的应力场是间隙原子在位错线附近产生局部有序排列，这种有序排列称斯诺克（snoek）气团。和科垂尔气团相比，形成这种气团不需要原子长程扩散，也不需要引起溶质原子的聚集。第十六页，共二十一页，编辑于2023年，星期日化学相互作用—Suzuki气团在热平衡下，溶质原子在层错区的浓度与基体不同，它阻碍扩展位错运动---化学相互作用。层错区富集的溶质原子称为铃木气团。扩展位错滑移阻力：第十七页，共二十一页，编辑于2023年，星期日铃木钉扎作用力比科垂尔钉扎作用力小，约为十分之一与温度无关，在高温时，科尔垂钉扎消失，作用比较明显刃型和螺型位错作用均比较明显第十八页，共二十一页，编辑于2023年，星期日思考题设一个合金体系，在某一温度下它的fcc和hcp结构的成分-自由能曲线在同一成分有最小值。问在这个成分的合金在该温度下的扩展位错会不会发生铃木气团？为什么？第十九页，共二十一页，编辑于2023年，星期日静电相互作用刃型位错附近存在附加电场溶质原子周围存在库仑