(精品)线缺陷+面缺陷.ppt
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1、3.3 线缺陷线缺陷位错位错晶体中某处晶体中某处一列或若干列一列或若干列原子有规律原子有规律的的错排错排。用于解释晶体的塑性变形。用于解释晶体的塑性变形。位错的提出:位错的提出:m=104105 MPa实际实际金属单晶:金属单晶:切变强度值间的巨大切变强度值间的巨大差异,使人们认识到差异,使人们认识到:一般金属一般金属理论理论切变强度:切变强度:110 MPa晶体的滑移也并非刚性同步晶体的滑移也并非刚性同步实际晶体结构并非理想完整实际晶体结构并非理想完整1934年年 Taylor、Polanyi、Orowan三人三人几乎同时几乎同时提出提出晶体中晶体中位错位错的的模型模型。2.相比于刚性滑移,
2、小距离的弹性偏移相比于刚性滑移,小距离的弹性偏移 容易实现。容易实现。实测临界切应力低的原因?实测临界切应力低的原因?1.位错附近的原子因错排而能量较高,位错附近的原子因错排而能量较高,容易运动;容易运动;透射电镜下观察到的位错线透射电镜下观察到的位错线1956年年,晶体错位被实验观察所证实,晶体错位被实验观察所证实,位错理论得到广泛接受。位错理论得到广泛接受。3.3.2 位错的类型及性质位错的类型及性质根据根据原子的滑移方向原子的滑移方向和和位错线取向位错线取向的几何的几何特征,位错可分为:特征,位错可分为:刃位错刃位错螺位错螺位错混合位错混合位错一、位错的类型一、位错的类型1.刃型位错刃型
3、位错(edge dislocationedge dislocation)滑移面:滑移面:ABCD半原子面:半原子面:EFGH位错线:位错线:EFEF线犹如砍入晶体的一把刀的刀刃线犹如砍入晶体的一把刀的刀刃EF,晶体已滑移部分和未滑移部分的交线晶体已滑移部分和未滑移部分的交线位错线位错线位错线位错线:刃位错刃位错刃位错刃位错:(1 1)正刃型位错)正刃型位错)正刃型位错)正刃型位错:分类分类:半原子面在滑移面上方半原子面在滑移面上方.用用“”表示表示半个原子面在滑移面下方半个原子面在滑移面下方.(2 2)负刃型位错)负刃型位错)负刃型位错)负刃型位错:用用“”表示。表示。2.螺型位错螺型位错AB
4、CDBCBC线线以右为已滑移区,以左为未滑移区。以右为已滑移区,以左为未滑移区。螺形位错螺形位错示意图示意图BCBC线两侧的上下两线两侧的上下两层原子都偏离了平层原子都偏离了平衡位置,围绕着衡位置,围绕着BCBC连成了一个连成了一个螺旋线螺旋线.分类分类:拇指拇指:螺旋面前进方向螺旋面前进方向其余其余:螺旋面旋转方向螺旋面旋转方向左旋左旋:右旋右旋:被被BCBC线所贯穿的平线所贯穿的平行晶面变成以行晶面变成以BCBC线线为轴的为轴的螺旋面螺旋面。右手法则右手法则左手法则左手法则二、位错的性质二、位错的性质2.位错不能中断于晶体内部。位错不能中断于晶体内部。位错及畸变区是位错及畸变区是 一条半径
5、为一条半径为34 个个原子间距的管道;原子间距的管道;在表面露头;终止于晶界和相界;在表面露头;终止于晶界和相界;与其他位错相交;自行封闭成环。与其他位错相交;自行封闭成环。1.形状:形状:不一定是直线不一定是直线3.3.3 位错的表征位错的表征-柏氏矢量柏氏矢量1.柏氏矢量的物理意义柏氏矢量的物理意义柏氏矢量,柏氏矢量,b,反映由位错引起的点阵反映由位错引起的点阵畸变大小畸变大小的物理量。的物理量。(b越大,位错周围的点阵畸变越严重)越大,位错周围的点阵畸变越严重)2.柏氏矢量的确定方法柏氏矢量的确定方法按按右手法则右手法则做柏氏回路。做柏氏回路。(1 1)先确定位错的方向,)先确定位错的方
6、向,(一般规定位错线垂直纸面(一般规定位错线垂直纸面 时,由纸面向外为正)时,由纸面向外为正)MNOPQ(2)在)在实际晶体中实际晶体中,避开位错附近的严重畸,避开位错附近的严重畸 变区变区作一闭合回路作一闭合回路,回路每一步连结相,回路每一步连结相 邻原子。邻原子。刃型位错柏氏矢量的确定刃型位错柏氏矢量的确定(a)(a)有位错的晶体有位错的晶体 MNOPQMNOPQ刃型位错柏氏矢量的确定刃型位错柏氏矢量的确定(a)(a)有位错的晶体有位错的晶体 (b)(b)完整晶体完整晶体 (3 3)按同样方法在)按同样方法在完整晶体中做回路完整晶体中做回路。MNOPQMNOPQ刃型位错柏氏矢量的确定刃型位
7、错柏氏矢量的确定(a)(a)有位错的晶体有位错的晶体 (b)(b)完整晶体完整晶体 (4)这时终点)这时终点 和起点不重合,由和起点不重合,由终点到终点到 起点起点 引一引一矢量矢量QM,即柏氏矢量即柏氏矢量b。柏氏矢量螺型位错柏氏矢量的确定螺型位错柏氏矢量的确定(a)(a)有位错的晶体有位错的晶体 (b)(b)完整晶体完整晶体 柏氏矢量螺型位错螺型位错3.柏氏矢量柏氏矢量b的特征的特征 b与起点的选择无关与起点的选择无关;与路径也无关。与路径也无关。(一根不可分叉的任何形状的位错一根不可分叉的任何形状的位错 只有一个只有一个b)b具有守恒性。具有守恒性。利用利用b 与位错线与位错线 t 的关
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