位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)與應(yīng)變場(chǎng)

1、 根據(jù)幾何形態(tài)特征，可把晶體缺陷晶體缺陷分為三類： (1)(1)點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷 、(2)(2)線缺陷、線缺陷、(3) (3) 面缺陷面缺陷 (1)(1)點(diǎn)缺陷：點(diǎn)缺陷：特征是在三維空間的各個(gè)方向上的尺寸都很小，亦稱為零維缺陷零維缺陷。如空位、間隙原子空位、間隙原子等。 (2)(2)線缺陷：線缺陷：特征是在兩個(gè)方向上的尺寸很小，在一個(gè)方向上的尺寸較大，亦稱為一維缺陷一維缺陷。如晶體中的各類位錯(cuò)晶體中的各類位錯(cuò)。 (3) (3) 面缺陷：面缺陷：特征是在一個(gè)方向上的尺寸很小，在另外兩個(gè)方向上的尺寸較大，亦稱二維缺陷二維缺陷。如晶界、相界、層錯(cuò)、晶界、相界、層錯(cuò)、晶體表面等晶體表面等?；仡櫳咸谜n內(nèi)容回

2、顧上堂課內(nèi)容Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling UniversityDepartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling UniversityDepartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTo

3、ngling UniversityTongling University刃型位錯(cuò)柏氏矢量的確定(a) 有位錯(cuò)的晶體 (b) 完整晶體 MNOPQMNOPQ柏氏矢量Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University1.4 1.4 位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)1. 1. 位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) 晶體中存在位錯(cuò)時(shí)，位錯(cuò)線附近的原子偏離了正常晶體中存在位錯(cuò)時(shí)，位錯(cuò)線附近的原子偏離了正常位置，引起點(diǎn)陣畸變，從而產(chǎn)生位置，引

4、起點(diǎn)陣畸變，從而產(chǎn)生應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力場(chǎng)。 在位錯(cuò)的中心部，原子排列特別紊亂，超出彈性變?cè)谖诲e(cuò)的中心部，原子排列特別紊亂，超出彈性變形范圍，虎克定律已不適用。中心區(qū)外，位錯(cuò)形成的彈形范圍，虎克定律已不適用。中心區(qū)外，位錯(cuò)形成的彈性應(yīng)力場(chǎng)可用各向同性連續(xù)介質(zhì)的彈性理論來(lái)處理。性應(yīng)力場(chǎng)可用各向同性連續(xù)介質(zhì)的彈性理論來(lái)處理。 分析位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)，常設(shè)想把半徑約為分析位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)，常設(shè)想把半徑約為0.50.51nm1nm的的中心區(qū)挖去，而在中心區(qū)以外的區(qū)域采用彈性連續(xù)介質(zhì)中心區(qū)挖去，而在中心區(qū)以外的區(qū)域采用彈性連續(xù)介質(zhì)模型導(dǎo)出應(yīng)力場(chǎng)公式。模型導(dǎo)出應(yīng)力場(chǎng)公式。 Department of Mechanical E

5、ngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 為研究位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)研究位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)問(wèn)題，一般把晶體分作兩個(gè)區(qū)域： 1 1）位錯(cuò)中心附近）位錯(cuò)中心附近 因畸變嚴(yán)重，須直接考慮晶體結(jié)構(gòu)和原子之間的相互作用。 2 2）遠(yuǎn)離位錯(cuò)中心區(qū)）遠(yuǎn)離位錯(cuò)中心區(qū)， 因畸變較小，可簡(jiǎn)化為連續(xù)彈性介質(zhì)連續(xù)彈性介質(zhì)，用線彈性理論線彈性理論進(jìn)行處理。 位錯(cuò)的畸變：位錯(cuò)的畸變：以彈性應(yīng)力場(chǎng)彈性應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變能應(yīng)變能的形式表達(dá)。 Department of Mechanical EngineeringDepar

6、tment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 一、應(yīng)力分量：一、應(yīng)力分量： 物體中任意一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)均可用九個(gè)應(yīng)力九個(gè)應(yīng)力分量分量描述。 用直角坐標(biāo)方式表達(dá)九個(gè)應(yīng)力分量：用直角坐標(biāo)方式表達(dá)九個(gè)應(yīng)力分量： 正應(yīng)力分量：正應(yīng)力分量：xx、yy、zz 切應(yīng)力分量：切應(yīng)力分量：xy、yz、zx、yx、zy、xz。n下角標(biāo)：下角標(biāo)：nxx 表示應(yīng)力作用面法線方向， 表示應(yīng)力的指向。 Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical Engi

7、neeringTongling UniversityTongling University 用圓柱坐標(biāo)方式表達(dá)九個(gè)應(yīng)力分量：用圓柱坐標(biāo)方式表達(dá)九個(gè)應(yīng)力分量： 正應(yīng)力分量：正應(yīng)力分量：rr、zz）， 切應(yīng)力分量：切應(yīng)力分量：r、r、z、z、zr、rzn下角標(biāo)：下角標(biāo)：n第一個(gè)符號(hào)表示應(yīng)力作用面的外法線方向，n第二個(gè)符號(hào)表示應(yīng)力的指向。 Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 在平衡條件下，xy=yx、yz =zy、z

8、x =xz （r =r、z =z、zr =rz）， 實(shí)際只有六個(gè)應(yīng)力分量六個(gè)應(yīng)力分量就可充分表達(dá)一個(gè)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 與這六個(gè)應(yīng)力分量相應(yīng)的應(yīng)變分量：應(yīng)變分量： xx、yy、zz（rr、zz）和xy、yz、zx（r、z、zr）。Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongl

9、ing UniversityTongling University（1 1）螺型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)）螺型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)螺型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)螺型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) 建立如圖所示的螺型位錯(cuò)力學(xué)模型螺型位錯(cuò)力學(xué)模型。 形成螺位錯(cuò)，晶體只沿 Z 軸上下滑動(dòng)，而無(wú)徑向和切向位移，故螺位錯(cuò)只引起切應(yīng)變螺位錯(cuò)只引起切應(yīng)變，而無(wú)正應(yīng)變而無(wú)正應(yīng)變分量分量。 1、以直角坐標(biāo)直角坐標(biāo)表示螺位錯(cuò)周圍的螺位錯(cuò)周圍的應(yīng)變分量應(yīng)變分量：rbzz2)(2)(222z22zyxxGbyxyGbyx0 xy0zzyyxxn2、圓柱坐標(biāo)圓柱坐標(biāo)表示螺位錯(cuò)周圍的螺位錯(cuò)周圍的應(yīng)變分量應(yīng)變分量：0zzrr0rzzrrr 螺位錯(cuò)周圍螺位錯(cuò)周圍應(yīng)力分量應(yīng)力分

10、量：由虎克定律得：)(2)(222z22zyxxGbyxyGbyx0 xy0zzyyxxn圓柱坐標(biāo)下螺位錯(cuò)周圍應(yīng)力分量螺位錯(cuò)周圍應(yīng)力分量：rGbzz20zzrr0rzzrrrDepartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University14 螺型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)特點(diǎn)：螺型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)特點(diǎn)： 1）沒(méi)有正應(yīng)力分量。 2）切應(yīng)力分量只與距位錯(cuò)中心距離r 有關(guān)，距中心越遠(yuǎn)，切應(yīng)力分量越小。 3）切應(yīng)力對(duì)稱分布，與位錯(cuò)中心等距的各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)相同。)(2)(

11、222z22zyxxGbyxyGbyx0 xy0zzyyxxDepartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University（2 2）刃型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)）刃型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng) 建立刃型位錯(cuò)力學(xué)模型刃型位

12、錯(cuò)力學(xué)模型： 模型中圓筒軸線對(duì)應(yīng)刃位錯(cuò)位錯(cuò)線，圓筒空心部對(duì)應(yīng)位錯(cuò)的中心區(qū)。 刃位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)公式：刃位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)公式： 22222)()3()1 (2yxyxyGbx22222)()()1 (2yxyxyGby)(zyx22222)()()1 (2yxyxxGbxy0zzyx 刃型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)特點(diǎn)：刃型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)特點(diǎn)： 1）正應(yīng)力分量與切應(yīng)力分量同時(shí)存在。 2）各應(yīng)力分量均與 z 值無(wú)關(guān)，表明與刃型位錯(cuò)線平行的直線上各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)相同。 3）應(yīng)力場(chǎng)對(duì)稱于Y軸（多余半原子面）。22222)()3()1 (2yxyxyGbx22222)()()1 (2yxyxyGby)(zyx22222)()()1 (2y

13、xyxxGbxy0zzyx 4）y0時(shí)，xxyyzz0，即在滑移面上無(wú)正應(yīng)力，只有切應(yīng)力，且切應(yīng)力最大。 5）y0時(shí)，xx0；y0時(shí)，xx0，即在滑移面上側(cè) x方向?yàn)閴簯?yīng)力，而在滑移面下側(cè) x 方向?yàn)槔瓚?yīng)力。 6）xy 時(shí)，yy 及xy 均為零。22222)()3()1 (2yxyxyGbx22222)()()1 (2yxyxyGby)(zyx22222)()()1 (2yxyxxGbxy0zzyxDepartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling

14、 University正刃型位錯(cuò)周圍的應(yīng)力場(chǎng)n在刃位錯(cuò)正上方（x=0）有一個(gè)純壓縮區(qū)。n而在多余原子面底邊的下方是純拉伸區(qū)。n沿滑移面（y=0）應(yīng)力是純剪切的。n在圍繞位錯(cuò)的其他位置，應(yīng)力場(chǎng)既有剪切分量，又有拉伸或壓縮分量。 Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 位錯(cuò)周圍彈性應(yīng)力場(chǎng)的存在增加了晶體的能量，這部分能量稱為位錯(cuò)的應(yīng)變能位錯(cuò)的應(yīng)變能。 位錯(cuò)的應(yīng)變能：位錯(cuò)的應(yīng)變能：應(yīng)包括位錯(cuò)中心區(qū)應(yīng)變能位錯(cuò)中心區(qū)應(yīng)變能

15、E0 和位錯(cuò)位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)引起的彈性應(yīng)變能應(yīng)力場(chǎng)引起的彈性應(yīng)變能 Ee，即 位錯(cuò)中心區(qū)點(diǎn)陣畸變很大，不能用線彈性理論計(jì)算 E0 。 據(jù)估計(jì)，E0 約為總應(yīng)變能的1/101/15左右，故常忽略，而以Ee 代表位錯(cuò)的應(yīng)變能。 位錯(cuò)的應(yīng)變能：位錯(cuò)的應(yīng)變能：可根據(jù)造成這個(gè)位錯(cuò)所作的功求得?？筛鶕?jù)造成這個(gè)位錯(cuò)所作的功求得。 0EEEe2. 位錯(cuò)的應(yīng)變能位錯(cuò)的應(yīng)變能 Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University刃位錯(cuò)的應(yīng)變能刃位錯(cuò)的應(yīng)變

16、能 因形成刃位錯(cuò)時(shí)，位移x是從Ob，是隨 r 而變的；同時(shí)，MN面上的受力也隨 r 而變。當(dāng)位移為x 時(shí)，切應(yīng)力r ：0時(shí)，為克服切應(yīng)力r所作的 功： 則，單位長(zhǎng)度單位長(zhǎng)度刃位錯(cuò)刃位錯(cuò)的應(yīng)變能的應(yīng)變能。 dxdrrGxdxdrERrbRrbr1)1 (20000 刃rCOSGxr)1 (202ln)1 (4rRGbE刃Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University螺位錯(cuò)的應(yīng)變能螺位錯(cuò)的應(yīng)變能 螺位錯(cuò)的應(yīng)變能：螺位錯(cuò)的應(yīng)變能

17、： 由螺位錯(cuò)應(yīng)力分量，應(yīng)力分量， 同樣也可求單位長(zhǎng)度單位長(zhǎng)度螺位錯(cuò)螺位錯(cuò)的的應(yīng)變能應(yīng)變能： rGbzz2)ln(42rRGbE螺Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 比較刃位錯(cuò)應(yīng)變能刃位錯(cuò)應(yīng)變能和螺位錯(cuò)應(yīng)變能螺位錯(cuò)應(yīng)變能可看出： 當(dāng)b b相同時(shí)， 一般金屬泊松比0.30.4，若取 =1/3，得 即刃位錯(cuò)彈性應(yīng)變能刃位錯(cuò)彈性應(yīng)變能比比螺位錯(cuò)彈性應(yīng)變能螺位錯(cuò)彈性應(yīng)變能約大約大50%。 02ln)1 (4rRGbE刃)

18、ln(42rRGbE螺螺刃EE)1 (1螺刃EE23Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 一個(gè)位錯(cuò)線與其柏氏矢量b b成角的混合位錯(cuò)，可分解為一個(gè)柏氏矢量模為b bsin的刃位錯(cuò)和一個(gè)柏氏矢量模為b bcos的螺位錯(cuò)。 分別算出兩位錯(cuò)分量應(yīng)變能，其和即為混合位錯(cuò)應(yīng)混合位錯(cuò)應(yīng)變能變能： 式中 稱為混合位錯(cuò)角度因素混合位錯(cuò)角度因素，k10.75。 02022022ln4ln4cosln)1 (4sinrRkGbrRG

19、brRGbEEE螺刃混211COSK 從以上各應(yīng)變能的公式可以看出： 1）位錯(cuò)應(yīng)變能與位錯(cuò)應(yīng)變能與 b2 成正比成正比，故柏氏矢量模柏氏矢量模bb反映了位反映了位錯(cuò)的強(qiáng)度。錯(cuò)的強(qiáng)度。b b越小，位錯(cuò)能量越低，在晶體中越穩(wěn)定。 為使位錯(cuò)能量最低，柏氏矢量都趨于取密排方向的最小值。 2）當(dāng)當(dāng)r0 0時(shí)應(yīng)變能無(wú)窮大，故在位錯(cuò)中心區(qū)公式不適用。時(shí)應(yīng)變能無(wú)窮大，故在位錯(cuò)中心區(qū)公式不適用。 3）r0位錯(cuò)中心區(qū)半徑，近似地，r0b2.510-8cm； R位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)最大作用半徑，在實(shí)際晶體中，受亞晶界限制，一般取 R10-4。代入各式，則單位長(zhǎng)度位錯(cuò)的應(yīng)變能公單位長(zhǎng)度位錯(cuò)的應(yīng)變能公式可簡(jiǎn)化為：式可簡(jiǎn)化為： 是

20、與幾何因素有關(guān)的系數(shù)，均為0.5。 2GbEDepartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 討論和練習(xí)討論和練習(xí)位錯(cuò)應(yīng)變能約為其總能量的位錯(cuò)應(yīng)變能約為其總能量的90%90%。反映了位錯(cuò)的能量與切變模量成正比，與柏氏矢量的模反映了位錯(cuò)的能量與切變模量成正比，與柏氏矢量的模的平方成反比。的平方成反比。練習(xí)練習(xí)1 1 已知銅晶體的切變模量已知銅晶體的切變模量G=4G=410101010NmNm-2-2，位錯(cuò)的柏氏，位錯(cuò)的柏氏矢量

21、等于原子間距，矢量等于原子間距，b=2.5b=2.51010-10-10m m，取，取=0.75=0.75，計(jì)算，計(jì)算（1 1）單位長(zhǎng)度位錯(cuò)線的應(yīng)變能。（）單位長(zhǎng)度位錯(cuò)線的應(yīng)變能。（2 2）單位體積的嚴(yán)重）單位體積的嚴(yán)重變形銅晶體內(nèi)部存儲(chǔ)的位錯(cuò)應(yīng)變能。（設(shè)位錯(cuò)密度為變形銅晶體內(nèi)部存儲(chǔ)的位錯(cuò)應(yīng)變能。（設(shè)位錯(cuò)密度為10101010m/cmm/cm3 3）Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 位錯(cuò)線張力定義位錯(cuò)線張力定

22、義: : 為使位錯(cuò)線增加一定長(zhǎng)度為使位錯(cuò)線增加一定長(zhǎng)度dl 所做的功所做的功W： 顯然，此功應(yīng)等于位錯(cuò)的應(yīng)變能： 常取0.5，于是線張力為： 線張力是位錯(cuò)的一種彈性性質(zhì)。線張力是位錯(cuò)的一種彈性性質(zhì)。 因位錯(cuò)能量與長(zhǎng)度成正比，當(dāng)位錯(cuò)受力彎曲，位錯(cuò)線增長(zhǎng)，其能量相應(yīng)增高，而線張力則會(huì)使位錯(cuò)線盡量縮短和變直。 dlWT 2GbWT221GbT 2. 位錯(cuò)的線張力位錯(cuò)的線張力Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 如：一段

23、位錯(cuò)線，長(zhǎng)度ds，曲率半徑r，ds 對(duì)圓心角d。 若存在切應(yīng)力，則單位長(zhǎng)度位錯(cuò)線所受的力為單位長(zhǎng)度位錯(cuò)線所受的力為bb，它力圖保持這一彎曲狀態(tài)。 另外，位錯(cuò)線存在線張力位錯(cuò)線存在線張力 T ，力圖使位錯(cuò)線伸直，線張力在水平方向的分力為： 平衡時(shí)，這兩力須相等，即 使位錯(cuò)彎曲所需的外力 2sin2dT2sin2dTdsb,Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 很小時(shí)， ，且 因此 或 可見(jiàn)，由切變力產(chǎn)生作用力b b

24、，作用于不能運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)上，則位錯(cuò)將向外彎曲，其曲率半徑r 與成反比。 這有助于了解兩端固定位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)兩端固定位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)、晶體中位錯(cuò)呈三維網(wǎng)晶體中位錯(cuò)呈三維網(wǎng)絡(luò)分布的原因絡(luò)分布的原因（交于一結(jié)點(diǎn)各位錯(cuò)，線張力趨于平衡）、位錯(cuò)在晶體中的相對(duì)穩(wěn)定等位錯(cuò)在晶體中的相對(duì)穩(wěn)定等。d22sinddrdds rGbrTb22rGb22sin2dTdsbDepartment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University1.5 1.5 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)及晶體塑性變形位

25、錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)及晶體塑性變形 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)有兩種基本形式：位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)有兩種基本形式：滑移滑移和和攀移攀移。 在一定的切應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)在滑移面上受到垂在一定的切應(yīng)力的作用下，位錯(cuò)在滑移面上受到垂至于位錯(cuò)線的作用力。當(dāng)此力足夠大，足以克服位錯(cuò)運(yùn)至于位錯(cuò)線的作用力。當(dāng)此力足夠大，足以克服位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力時(shí)，位錯(cuò)便可以沿著動(dòng)時(shí)受到的阻力時(shí)，位錯(cuò)便可以沿著滑移面滑移面移動(dòng)，這種移動(dòng)，這種沿著滑移面移動(dòng)的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)稱為沿著滑移面移動(dòng)的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)稱為滑移。 刃型位錯(cuò)刃型位錯(cuò)的位錯(cuò)線還可以沿著垂直于滑移面的方向的位錯(cuò)線還可以沿著垂直于滑移面的方向移動(dòng)，刃型位錯(cuò)的這種運(yùn)動(dòng)稱為移動(dòng)，刃型位錯(cuò)的這種運(yùn)動(dòng)稱為攀移。 De

26、partment of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University位錯(cuò)的滑移位錯(cuò)的滑移刃型位錯(cuò)：對(duì)含刃型位錯(cuò)的晶體加切應(yīng)力，切應(yīng)力方刃型位錯(cuò)：對(duì)含刃型位錯(cuò)的晶體加切應(yīng)力，切應(yīng)力方向平行于柏氏矢量，位錯(cuò)周圍原子只要移動(dòng)很小距離，向平行于柏氏矢量，位錯(cuò)周圍原子只要移動(dòng)很小距離，就使位錯(cuò)由位置就使位錯(cuò)由位置(a)(a)移動(dòng)到位置移動(dòng)到位置(b)(b)。 當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到晶體表面時(shí)，整個(gè)上半部晶體相對(duì)當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到晶體表面時(shí)，整個(gè)上半部晶體相對(duì)下半部移動(dòng)了一個(gè)

27、柏氏矢量晶體表面產(chǎn)生了高度為下半部移動(dòng)了一個(gè)柏氏矢量晶體表面產(chǎn)生了高度為b b的臺(tái)階。的臺(tái)階。 刃型位錯(cuò)的柏氏矢量刃型位錯(cuò)的柏氏矢量b b與位錯(cuò)線與位錯(cuò)線t t互相垂直，故滑互相垂直，故滑移面為移面為b b與與t t 決定的平面，它是決定的平面，它是唯一確定唯一確定的。刃型位的。刃型位錯(cuò)移動(dòng)的方向與錯(cuò)移動(dòng)的方向與b b方向一致，和位錯(cuò)線垂直。方向一致，和位錯(cuò)線垂直。Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University(a) (b

28、) (c)刃型位錯(cuò)的滑移Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University滑移面滑移臺(tái)階Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University位錯(cuò)滑移的比喻位錯(cuò)滑移的比喻Department of Mechanical EngineeringDepartment

29、of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University螺型位錯(cuò)：螺型位錯(cuò)： 沿滑移面運(yùn)動(dòng)時(shí)，在切應(yīng)力作用下，螺型位錯(cuò)使晶沿滑移面運(yùn)動(dòng)時(shí)，在切應(yīng)力作用下，螺型位錯(cuò)使晶體右半部沿滑移面上下相對(duì)低移動(dòng)了一個(gè)沿原子間距。體右半部沿滑移面上下相對(duì)低移動(dòng)了一個(gè)沿原子間距。這種位移隨著螺型位錯(cuò)向左移動(dòng)而逐漸擴(kuò)展到晶體左半這種位移隨著螺型位錯(cuò)向左移動(dòng)而逐漸擴(kuò)展到晶體左半部分的原子列。部分的原子列。 螺型位錯(cuò)的移動(dòng)方向與螺型位錯(cuò)的移動(dòng)方向與b b垂直。此外因螺型位錯(cuò)垂直。此外因螺型位錯(cuò)b b 與與t t平行，故通過(guò)位錯(cuò)線并包含平行，故通過(guò)位

30、錯(cuò)線并包含b b的隨所有晶面都可能成為的隨所有晶面都可能成為它的滑移面。當(dāng)螺型位錯(cuò)在原滑移面運(yùn)動(dòng)受阻時(shí)，可轉(zhuǎn)它的滑移面。當(dāng)螺型位錯(cuò)在原滑移面運(yùn)動(dòng)受阻時(shí)，可轉(zhuǎn)移到與之相交的另一個(gè)滑移面上去，這樣的過(guò)程叫交叉移到與之相交的另一個(gè)滑移面上去，這樣的過(guò)程叫交叉滑移，簡(jiǎn)稱滑移，簡(jiǎn)稱交滑移交滑移。Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University螺型位錯(cuò)的滑移 2. 2. 位錯(cuò)的攀移位錯(cuò)的攀移刃型位錯(cuò)還可以在垂直滑移面的方向上運(yùn)動(dòng)即發(fā)生刃

31、型位錯(cuò)還可以在垂直滑移面的方向上運(yùn)動(dòng)即發(fā)生攀移攀移。攀移的實(shí)質(zhì)是多余半原子面的伸長(zhǎng)或縮短。攀移的實(shí)質(zhì)是多余半原子面的伸長(zhǎng)或縮短。刃型位錯(cuò)的攀移(a)正攀移 (b)原始位置 (c)負(fù)攀移Department of Mechanical EngineeringDepartment of Mechanical EngineeringTongling UniversityTongling University 1.1. 位錯(cuò)的滑移特征位錯(cuò)的滑移特征位錯(cuò)位錯(cuò)類型類型柏氏柏氏矢量矢量位錯(cuò)線位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向晶體滑移晶體滑移方向方向切應(yīng)力切應(yīng)力方向方向滑移面滑移面數(shù)目數(shù)目刃型刃型位錯(cuò)位錯(cuò)螺型螺型位錯(cuò)位錯(cuò)混合混合位錯(cuò)位錯(cuò)位錯(cuò)線位錯(cuò)線位錯(cuò)線本身位錯(cuò)線本身 與與b b一致一致與與b b一致一致唯一唯一確定確定位錯(cuò)線位錯(cuò)線位錯(cuò)線本身位錯(cuò)線本身 與與