晶體缺陷理論第4章

1、 晶體缺陷理論 第4章 典型晶體結(jié)構(gòu)中的位錯 合肥工業(yè)大學 宣天鵬v1 面心立方晶體中的位錯v2 密排六方晶體中的位錯v3 體心立方晶體中的位錯第4章 典型結(jié)構(gòu)金屬中的位錯v位錯能量正比于b2 = 實際晶體中存在的柏氏矢量限于少數(shù)最短的平移矢量 ( 最近鄰的原子間距 ) ，具有這種柏氏矢量的位錯稱為 單位位錯 v單位位錯：面心立方 /2 ，體心立方 /2 ，密排六方 /3 ，平行于晶體的最密排方 向，該位錯掃過之后滑移面上下原子排列整齊，故又稱全位錯或完整位錯 原子的堆垛方式v面心立方與密排六方的配位數(shù)、致密度相同 ，就引發(fā)出不同結(jié)構(gòu)晶體中原子排列的問題。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. 從第1層到第8層的原子排列111110紙面為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層的A位置原子，原第5層B以上的原子逐層落下來，排列成為了ABCBCABC，出現(xiàn)了內(nèi)稟層錯，即在fcc結(jié)構(gòu)中形成了BCBC的hcp結(jié)構(gòu)，及BCB與CBC孿晶。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與第5層之間插入一層的C位置原子，第5層以上原子逐層上一個原子間距，排列成為了ABCACBCABC，出現(xiàn)了外延層錯，即在fcc結(jié)構(gòu)中形成了CAC和CBC的hcp結(jié)構(gòu)，及孿晶。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在切應力作用下，第4層原子由A位置滑移到B位置，其上各層原子依次滑移，排列成為了ABCBCABC，出現(xiàn)了內(nèi)稟層錯，即在fcc結(jié)構(gòu)中形成了BCBC的hcp結(jié)構(gòu)，及BCB與CBC孿晶。與抽出

4、型層錯相同。11261滑移不全位錯 部分位錯 柏氏矢量小于最短的平移矢量 不全位錯 柏氏矢量不等于最短的平移矢量的整數(shù)倍，層錯與正常晶體的交界處 不全位錯掃過之后，滑移面上下原子產(chǎn)生錯排，形成 層錯 堆垛層錯正常的堆垛順序被擾亂 層錯破壞了晶體的周期性，使能量增加，但層錯不產(chǎn)生點陣畸變，層錯能比晶界能低得多 見弗蘭克不全位錯swfEJ；FI；H；GPR；Q111A10（1 ）位錯反應位錯之間的相互轉(zhuǎn)化 位錯的能量越低越穩(wěn)定 （1）晶胞中選取四個近鄰原子位置， 、 、 、 ，分別為D、B、A、C點。（2）A、B、C、D相連構(gòu)成正四面體，為Thmpson。（3）BCD面中心、ACD面中心、ABD面

5、中心 、ABC面中心 。（4）四面體面為滑移面，2個英文字母表示全位錯柏氏矢量1/2，如AB等12組；同面英文希臘字母表示Shockley不全位錯柏氏矢量1/6，如A等24組；異面英文希臘字母表示Frank不全位錯柏氏矢量1/3，如A等8組；2個希臘字母表示的不全位錯柏氏矢量1/6，如等12組。000210212121002121（5）各個面的法線指向四面體外，為正向；指向四面體內(nèi)為負向。2個負面之間夾角為銳角，2個正面之間夾角為鈍角，1個正面和1個負面之間的夾角為銳角。擴展位錯擴展位錯的運動先需要束集擴展位錯的束集 交滑移 aaa101211112266aaa011112121266DCD

6、+ Caaa121211110666新位錯為BC，柏氏矢量為 ，滑移面為a11062密排六方晶體中的位錯抽去一層+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層B原子，第5層原子下落，再切動滑移到C位置，第6層原子下落，切動滑移到A位置，產(chǎn)生一個次近鄰層錯BAC00011100紙面為00110001I1型堆垛層錯抽出+切動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層原子由A位置滑移到C位置，第6層以上原子依次滑移一個原子間距，產(chǎn)生2個次近鄰層錯ABC和BAC00011100紙面為00110001I2型堆垛層錯滑移插一層不同位置的原子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層插入C原子，第6層以上原子逐層上移一個原子間距，產(chǎn)生3個次近鄰層錯ABC、BCA和CAB.00011100紙面為00110001E型堆垛層錯插入3體心立方晶體中的位錯(110)(112)111111ABCDACBDEE110ABCDC1BCD面上有位錯C1， ；ACD面上有位錯C2，在切應力作用下，向DC運動。在相遇之前，2根全位錯分解成擴展位錯。1.寫出不全位錯？2.在DC處，領(lǐng)先位錯反應生成的位錯