晶體缺習(xí)題陷解答

1、晶體缺陷作業(yè)1、 已知銀在800下的平衡空位數(shù)為3.6×1023/m3，該溫度下銀的密度，銀的摩爾質(zhì)量為MAg107.9g/mol，計算銀的空位形成能。解：3.6×1023/m3相當(dāng)于摩爾濃度：根據(jù)公式：所以：212450.9J/mol。2、 指出圖1中位錯環(huán)的各段位錯線是什么性質(zhì)的位錯？他們在外應(yīng)力作用下將如何運動？答：都是刃型位錯（位錯線與柏氏矢量垂直）。若位錯正方向為逆時針方向，則AB、CD不動，BC向上滑移，AD向下滑移。（右手定則）圖13、 在圖2 所示的晶體中，ABCD滑移面上有一個位錯環(huán)，其柏氏矢量b平行于AC。(1) 指出位錯環(huán)各部分的位錯類型。1點為正刃位

2、錯；2為右旋位錯；3點為負(fù)刃位錯；4點為左旋螺位錯；其余為混合位錯。(2) 在圖中表示出使位錯環(huán)向外運動所需施加的切應(yīng)力方向。在晶體的上下底面施加一對平行于b的切應(yīng)力，且下底面內(nèi)的切應(yīng)力與b同向平行。(3) 該位錯環(huán)運動出晶體后，晶體外形如何變化？滑移面下部晶體相對于上部晶體產(chǎn)生與b相同的滑移，并在晶體側(cè)表面形成相應(yīng)臺階。圖2 4、在圖3所示的面心立方晶體的（111）滑移面上有兩條彎折的位錯線OS和O´S´其中O´S´位錯的臺階垂直于（111），他們的柏氏矢量如圖中箭頭所示。(1)判斷位錯線上割斷位錯的類型。在兩根位錯線上，除12、34為刃型位錯，其他為

3、螺位錯。(2)有一切應(yīng)力施加于滑移面，且與柏氏矢量平行時，兩條位錯線的滑移特征有何差異？OS上各位錯段都可在該滑移面內(nèi)滑移，OS上12、34段位錯不能運動，其余各段都可在該滑移面內(nèi)滑移。圖35、 在兩個相互垂直的滑移面上各有一條刃型位錯線，位錯線的柏氏矢量如圖4所示。設(shè)其中一條位錯線AB在切應(yīng)力作用下發(fā)生如圖所示的運動，試問交割后兩條位錯線的形狀有何變化？各段位錯線的位錯類型是什么？(1)交割前，兩條刃位錯的柏氏矢量相互垂直的情況（圖a）；AB的形狀不變，但AB的長度縮短b2，CD位錯位錯上形成刃型割階。(2)交割前，兩條刃位錯的柏氏矢量相互平行的情況（圖b）。AB位錯上形成右螺旋扭折，EF上

4、位錯上形成左螺旋扭折。ab圖46、證明面心立方結(jié)構(gòu)中，如果a100位錯是純螺位錯，下式的反應(yīng)是可行的：a 110/2+a110 /2100。如果是純?nèi)形诲e則是不可行的。若a110/2 位錯滑移運動，上式反應(yīng)在哪些面上進(jìn)行?解：按照Frank 判據(jù)討論，因為a110/2+a110 /2a100反應(yīng)的兩端的柏氏矢量平方和都等于a2，無法確定反應(yīng)是否能進(jìn)行。但是，如果100位錯是純螺位錯，則左端的兩個位錯不可能都是純螺位錯，考慮到它們有刃型分量，它們的能量比螺型的高，即反應(yīng)前的能量比反應(yīng)后的高，所以反應(yīng)是可行的；同理，如果100位錯是純?nèi)形诲e，則左端的兩個位錯不可能都是純?nèi)形诲e，考慮到它們有螺型分量

5、，它們的能量比刃型的低，即反應(yīng)前的能量比反應(yīng)后的低，所以反應(yīng)是不可行的。上面的討論是沒有考慮晶體學(xué)的具體情況得出的， 事實上， 因為面心立方的滑移面是111 ， 所以， 在a110/2+a110 /2100反應(yīng)中，a110/2 位錯應(yīng)在( 111)上，a110 /2 位錯應(yīng)在(111)面上，兩位錯反應(yīng)生成的位錯的取向只能是( 111 )面和(111)面的交線方向，即在 011 方向上，而反應(yīng)后的位錯的柏氏矢量是100，它永遠(yuǎn)不可能是純螺或純?nèi)形诲e。7、圖5表示在同一直線上有柏氏矢量相同的2 個同號刃位錯AB 和CD，距離為x，他們作F-R 源開動。(1)這2 個F-R 源增殖時過程，發(fā)生交互作

6、用結(jié)果？開動臨界切應(yīng)力。(2)若2 位錯是異號位錯時，情況又會怎樣？圖5解：(a)兩個位錯是同號，當(dāng)位錯源開動時，兩個位錯向同一方向拱彎，如下圖(b)所示。在外力作用下，位錯繼續(xù)拱彎，在相鄰的位錯段靠近，它們是反號的，互相吸引，如上圖(c)中的P 處所示。兩段反號位錯相吸對消后，原來兩個位錯連接一起，即形成AD 位錯，余下一段位錯，即BC 位錯，這段位錯和原來的位錯反號，如上圖(d)所示。在外力作用下，BC 位錯也作位錯源開動，但它的拱彎方向與原來的相反，如上圖(e)所示。兩根位錯繼續(xù)拱彎在如圖(f)的O 及O'處再相遇，因為在相遇處它們是反號的，所以相吸對消。最后，放出一個大位錯環(huán)，并回復(fù)原來的AB 和CD 兩段位錯，如上圖(g)所示。這個過程不斷重復(fù)增值位錯。(b)兩個位錯是反號，當(dāng)位錯源開動時，兩個位錯向相反方向拱彎，如下圖(b)所示。在外力作用下，位錯繼續(xù)拱彎，在相鄰的位錯段靠近，它們是反號的，互相吸引，如下圖(c)中的P 處所示。兩段反號位錯相吸對消后，即形成AC 和BD 位錯，如下圖(d)所示。AC和BD 位錯繼續(xù)滑動，它們在下圖(e)的O 及O'處又相遇，在相遇處的位錯也是反號的。反號位錯相吸并對消，放出一個大位錯環(huán)，同時恢復(fù)原來的AB 和