第2章晶體缺陷

1、11材料科學(xué)基礎(chǔ)材料科學(xué)基礎(chǔ)Chapter 2 晶體缺陷晶體缺陷 22Objectives of Chapter 2o Introduce the three basic types of imperfections: point defects, line defects (or dislocations), and surface defects.o Explore the nature and effects of different types of defects. 33Chapter Outline o2.1 Point Defectso2.2 Dislocationso2.3 S

2、urface Defects 44晶體結(jié)構(gòu)中原子組合的不完整性，稱(chēng)為晶體缺陷晶體缺陷o點(diǎn)缺陷在三維方向都很小的（不超過(guò)幾個(gè)原子間距）缺陷，或者說(shuō)是零維缺陷零維缺陷。包括空位、間隙原子、置換原子等。o線缺陷線缺陷在兩個(gè)方向上尺寸很小，而另一個(gè)方向尺寸很長(zhǎng)的缺陷，即一維缺陷一維缺陷。也就是“位錯(cuò)”這是本章要重點(diǎn)討論的。o面缺陷在一個(gè)方向尺寸很小，而另兩個(gè)方向尺寸很大的缺陷，即二維缺陷二維缺陷。如相界面、晶界、亞晶界，還有孿晶界、堆垛層錯(cuò)等。 55oPoint defects - Imperfections, such as vacancies, that are located typically

3、 at one (in some cases a few) sites in the crystal.oExtended defects - Defects that involve several atoms/ions and thus occur over a finite volume of the crystalline material (e.g., dislocations, stacking faults, etc.).oVacancy - An atom or an ion missing from its regular crystallographic site.oInte

4、rstitial defect - A point defect produced when an atom is placed into the crystal at a site that is normally not a lattice point.oSubstitutional defect - A point defect produced when an atom is removed from a regular lattice point and replaced with a different atom, usually of a different size.Secti

5、on 2.1 Point Defects 點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷 661空位(Vacancy)晶體中的原子克服周?chē)拥募s束力，跳到別的位置而在原有位置留下的空結(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為空位空位。它包括以下兩類(lèi)：o弗蘭克（弗蘭克（Frank）空位）空位晶體中的原子遷移到晶體點(diǎn)陣的間隙位置，在原位置形成的空位。o肖脫基肖脫基(Schottky)空位空位晶體中的原子離開(kāi)平衡位置，遷移到表面或其它界面而在原位置形成的空位。2間隙原子(interstitial atom)晶體點(diǎn)陣的間隙位置出現(xiàn)的原子稱(chēng)為間隙原子。間隙原子又分為同類(lèi)間隙原子和異類(lèi)間隙原子。顯然，同類(lèi)間隙原子可與弗蘭克空位同時(shí)產(chǎn)生。異類(lèi)間隙原子，多由半徑很小的異類(lèi)

6、原子形成。3.置換原子（Substitutional atom）異類(lèi)原子代換了原有晶體中的原子，而處于晶體點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)位置，稱(chēng)為置換原子，亦稱(chēng)代位原子。2.1.1 分類(lèi)分類(lèi) 77o 各種點(diǎn)缺陷，都破壞了原有晶體的完整性。它們從電學(xué)和力學(xué)這兩個(gè)方面，使近鄰原子失去了平衡?？瘴缓椭睆捷^小的置換原子，使周?chē)酉螯c(diǎn)缺陷的方向松弛，間隙原子及直徑較大的置換原子，把周?chē)訑D開(kāi)一定位置。因而在點(diǎn)缺陷的周?chē)?，就出現(xiàn)了一定范圍的點(diǎn)陣畸變區(qū)，或稱(chēng)彈性應(yīng)變區(qū)彈性應(yīng)變區(qū)。距點(diǎn)缺陷越遠(yuǎn)，其影響越小。因而在每個(gè)點(diǎn)缺陷的周?chē)?，都?huì)產(chǎn)生一個(gè)彈性應(yīng)力場(chǎng)。2.1.1 分類(lèi)分類(lèi) 88點(diǎn)缺陷的存在，使晶體的熱力學(xué)能升高，也引起熵值

7、的改變。導(dǎo)致系統(tǒng)自由能的變化，從而影響到晶體以及點(diǎn)缺陷的穩(wěn)定性。1.空位形成能和間隙原子形成能o形成一個(gè)空位（或間隙原子）所需要的能量，稱(chēng)為空位形成能空位形成能（或間隙原子形成能）。它包括電子能（缺陷對(duì)晶體中電子狀態(tài)的影響）和畸變能?？瘴灰郧罢邽橹鳎g隙原子以后者為主。o間隙原子形成能比空位形成能高出幾倍，如銅的空位形成能為0. 17aJ,而間隙原子形成能為0. 48aJ(1aJ=10-18J)。所以，空位形成比較容易，數(shù)量比較多。2.空位引起的熵變n個(gè)空位在N個(gè)位置上的組合方式的數(shù)目，若用即產(chǎn)生n個(gè)空位的幾率表示，則玻爾茲曼研究出熵的統(tǒng)計(jì)學(xué)表達(dá)式為2.1.2 點(diǎn)缺陷對(duì)體系熱力學(xué)能和熵的影響點(diǎn)

8、缺陷對(duì)體系熱力學(xué)能和熵的影響!nnNnNnNnNnPCPl nSK 99n個(gè)空位造成系統(tǒng)排列熵的改變?yōu)閛若N不變，當(dāng) n0 。因nN ，故空位的增加總是引起熵的增加。o由于原子振幅的變化，也可引起熵變，稱(chēng)為振動(dòng)熵?？瘴辉黾?，振動(dòng)熵也增加。進(jìn)而提高了系統(tǒng)的熵變。o熱力學(xué)告訴我們，系統(tǒng)熱力學(xué)能的降低是自發(fā)過(guò)程，而熵的增加是自發(fā)過(guò)程。因此，空位的增加使熱力學(xué)能升高，是非自發(fā)過(guò)程，但卻使熵增加，又是自發(fā)過(guò)程。那么，究竟有多少空位會(huì)使系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)呢？2.1.2 點(diǎn)缺陷對(duì)體系熱力學(xué)能和熵的影響點(diǎn)缺陷對(duì)體系熱力學(xué)能和熵的影響!ln!NSKnNn 1010由熱力學(xué)可知，在等溫等容過(guò)程中，系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，是

9、其亥姆霍茲(Helmholtz)自由能（簡(jiǎn)稱(chēng)自由能，用F表示）達(dá)到最小值的狀態(tài)。自由能與熱力學(xué)能U及熵值S的關(guān)系式為 F=U-TS空位的形成，既可因其增加熱力學(xué)能而升高系統(tǒng)自由能，又可因其增加熵值而降低系統(tǒng)自由能。因此，在一定溫度下，可能存在著一個(gè)使系統(tǒng)自由能最低的空位數(shù)量?？瘴灰鹣到y(tǒng)自由能的變化為:可得自由能最低時(shí)的空位濃度為A為材料常數(shù)，常取作1。K為Boltzman常數(shù)，約為1.3810-23J/K或者8.6210-5ev/K。Uv 為產(chǎn)生每摩爾空位的形成能，單位為卡/mol或者J/mol 。R為氣體常數(shù)，1.978卡/mol或者8.31J/mol 。2.1.3 空位與間隙原子的平衡濃

10、度空位與間隙原子的平衡濃度!ln!VNFUT SnUKTnNn expVUnCANKT 1111o在一定溫度下，存在一個(gè)使系統(tǒng)自由能最低的空位濃度，稱(chēng)為該溫度下的空位平衡濃度。空位形成能UV愈小，空位平衡濃度愈大；溫度愈高，空位平衡濃度也愈大。例如純Cu在接近熔點(diǎn)1000時(shí)，空位濃度為10-4 ，而在常溫下(20)空位濃度卻只有10-19 。o間隙原子也有同樣形式的平衡濃度。由于間隙原子的形成能要比空位高幾倍，因此間隙原子的平衡濃度比空位低很多。一般情況下，晶體中自間隙原子點(diǎn)缺陷可忽略不計(jì)。o空位和間隙原子的濃度大于或小于其平衡濃度，系統(tǒng)都是不穩(wěn)定狀態(tài)，就有向著平衡狀態(tài)變化的趨勢(shì)。因此我們說(shuō)，

11、無(wú)論空位和間隙原子，都是一種熱平衡缺陷。當(dāng)然，這種平衡是動(dòng)態(tài)平衡，此起彼伏。它進(jìn)一步證明了晶體的不完整性是絕對(duì)的。o式(27)與阿累尼烏斯的表達(dá)很接近，兩種過(guò)程的本質(zhì)是相同的，都是由原子熱運(yùn)動(dòng)引起的熱激活過(guò)程。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程而言，只有當(dāng)原子(或分子)的能量比平均能量高出的能量足以克服反應(yīng)激活能的那部分原子才能參與反應(yīng)；對(duì)于點(diǎn)缺陷形成而言，只有比平均能量高出缺陷形成能的那部分原子才能形成點(diǎn)缺陷。所以點(diǎn)缺陷的平衡濃度與化學(xué)反應(yīng)速率一樣，隨溫度升高呈指數(shù)關(guān)系增加。2.1.3 空位與間隙原子的平衡濃度空位與間隙原子的平衡濃度 1212在點(diǎn)缺陷的平衡濃度下，晶體的自由能最低，也最穩(wěn)定。但是在有些情況下

12、，晶體中的點(diǎn)缺陷濃度可能高于平衡濃度，稱(chēng)為過(guò)飽和點(diǎn)過(guò)飽和點(diǎn)缺陷缺陷，或非平衡點(diǎn)缺陷非平衡點(diǎn)缺陷。獲得的方法有以下幾種：o高溫淬火：由熱力學(xué)分析知道，晶體中的空位濃度隨溫度的升高而急劇增加。如果將晶體加熱到高溫，然后迅速冷卻（淬火），則高溫時(shí)形成的空位來(lái)不及擴(kuò)散消失，使晶體在低溫狀態(tài)仍然保留高溫狀態(tài)的空位濃度，即過(guò)飽和空位。o冷加工：金屬在室溫下進(jìn)行冷加工塑性變形也會(huì)產(chǎn)生大量的過(guò)飽和空位，其原因是由于位錯(cuò)交割所形成的割階發(fā)生攀移。o輻照：在高能粒子的輻射下，金屬晶體點(diǎn)陣上的原子可能被擊出，發(fā)生原子離位。由于離位原子的能量高，在進(jìn)入穩(wěn)定間隙之前還會(huì)擊出其他原子，從而形成大量的間隙原子和空位（即弗蘭

13、克爾缺陷）。一般情況下，晶體的點(diǎn)缺陷平衡濃度極低，對(duì)金屬的力學(xué)性能影響較小。但是在高能粒子輻照的情況下，由于形成大量的點(diǎn)缺陷，而會(huì)引起金屬顯著硬化和脆化，該現(xiàn)象稱(chēng)為輻照硬化。2.1.4 過(guò)飽和點(diǎn)缺陷過(guò)飽和點(diǎn)缺陷 1313o空位和間隙原子的運(yùn)動(dòng)是晶體內(nèi)原子擴(kuò)散的內(nèi)部原因，原子(或分子)的擴(kuò)散擴(kuò)散就是依靠點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。o點(diǎn)缺陷引起電阻的增加電阻的增加，晶體中存在點(diǎn)缺陷時(shí)破壞了原子排列的規(guī)律性，使電子在傳導(dǎo)時(shí)的散射增加，從而增加了電阻。o空位的存在還使晶體的密度下降密度下降，體積膨脹。在材料研究中，正是利用電阻或密度的變化來(lái)測(cè)量晶體中的空位濃度及其變化的規(guī)律。o在常溫下，平衡濃度的點(diǎn)缺陷對(duì)材

14、料力學(xué)性能的影響并不大，但是在高溫下空位的濃度很高，空位的存在及其運(yùn)動(dòng)是晶體高溫下發(fā)生蠕變?nèi)渥兊闹匾蛑?。o晶體在室溫下也可能有大量非平衡空位（如從高溫快速冷卻時(shí)保留的空位，或者經(jīng)輻照處理后的空位），這些過(guò)量空位往往沿一些晶面聚集，形成空位片空位片，或者它們與其他晶體缺陷發(fā)生交互作用，從而使材料強(qiáng)度有所提高強(qiáng)度有所提高，但同時(shí)也引起顯著的脆性顯著的脆性。點(diǎn)缺陷的形貌可以用電鏡直接觀測(cè)。點(diǎn)缺陷的其它性質(zhì)如生成焓、生成熵、擴(kuò)散激活能（或遷移率）、以及它引起的晶體體積變化等，都可以通過(guò)各種物理實(shí)驗(yàn)測(cè)定。常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)有：比熱容實(shí)驗(yàn)；熱膨脹實(shí)驗(yàn)；淬火實(shí)驗(yàn)；淬火退火實(shí)驗(yàn)；正電子湮沒(méi)實(shí)驗(yàn)等。2.1.5點(diǎn)缺

15、陷與材料行為點(diǎn)缺陷與材料行為 1414圖圖2-1 2-1 點(diǎn)缺陷：點(diǎn)缺陷：(a) (a) 空位空位 (b)(b)間隙原子間隙原子 (c)(c)小置換原子小置換原子 (d)(d)大置換原子大置換原子 (e) (e) 弗蘭克空位弗蘭克空位 (f) (f) 肖脫基空位肖脫基空位Figure 2-1 Point defects: (a) vacancy, (b) interstitial atom, (c) small substitutional atom, (d) large substitutional atom, (e) Frenkel defect, (f) Schottky defect.

16、 All of these defects disrupt the perfect arrangement of the surrounding atoms. 1515 1616計(jì)算銅在室溫（25）下的)空位數(shù)目。假定銅空位形成能Qv,為20,000卡/mol，銅的晶格常數(shù)為0.36151nm。若要使空位濃度增加到室溫下空位濃度的1000倍，需要什么樣溫度下的熱處理？材料常數(shù)A為1。例題 2-1 解答The lattice parameter of FCC copper is 0.36151 nm. The basis is 1, therefore, the number of copper

17、 atoms, or lattice points, per cm3 is:例題 2-1 The Effect of Temperature on Vacancy Concentrations3 2238atoms/cmcopper 1047. 8)cm106151. 3(atoms/cell 4n 1717Example 2-1 SOLUTION (Continued)在室溫, T = 25 + 273 = 298 K:38322/cm vacancies10815. 1298KKmolcal1.987molcal20,000exp . cmatoms1047. 8expRTnnQWe co

18、uld do this by heating the copper to a temperature at which this number of vacancies forms:C102 ),987. 1/(000,20exp()1047. 8(exp10815. 1o2211TTRTQnn 1818計(jì)算密度為7.87g/cm3的體心立方鐵中的空位數(shù)目。該鐵晶體的晶格常數(shù)為2.866 10-8 cm，原子量為55.847g/mol。Example 2-2 SOLUTIONThe expected theoretical density of iron can be calculated f

19、rom the lattice parameter and the atomic mass.Example 2-2 Vacancy Concentrations in Iron 1919Example 2-2 SOLUTION (Continued)Lets calculate the number of iron atoms and vacancies that would be present in each unit cell for the required density of 7.87 g/cm3:Or, there should be 2.00 1.9971 = 0.0029 v

20、acancies per unit cell. The number of vacancies per cm3 is: 2020oInterstitialcy - A point defect caused when a normal atom occupies an interstitial site in the crystal.oFrenkel defect - A pair of point defects produced when an ion moves to create an interstitial site, leaving behind a vacancy.oSchot

21、tky defect - A point defect in ionically bonded materials. In order to maintain a neutral charge, a stoichiometric number of cation and anion vacancies must form.oKrger-Vink notation - A system used to indicate point defects in materials. The main body of the notation indicates the type of defect or

22、 the element involved.Other Point Defects 2121Figure When a divalent cation replaces a monovalent cation, a second monovalent cation must also be removed, creating a vacancy. 2222oDislocation - A line imperfection in a crystalline material.oScrew dislocation - A dislocation produced by skewing a cry

23、stal so that one atomic plane produces a spiral ramp about the dislocation.oEdge dislocation - A dislocation introduced into the crystal by adding an extra half plane of atoms.oMixed dislocation - A dislocation that contains partly edge components and partly screw components.oSlip - Deformation of a

24、 metallic material by the movement of dislocations through the crystal.Section 2.2 Dislocations 位錯(cuò) 23231926年弗蘭克(Frank)估算了晶體的理論強(qiáng)度。他假設(shè)晶體的原子排列是完整的。在外力作用下，滑移是由上下兩層原子的整體剛性切動(dòng)整體剛性切動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即所謂卡片式的滑移卡片式的滑移。計(jì)算結(jié)果，晶體的理論剪切強(qiáng)度理論剪切強(qiáng)度應(yīng)為 這個(gè)計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值相差34個(gè)數(shù)量級(jí)。1934年，泰勒(G. I. Taylor)、波朗依(M. Polanyi),奧羅萬(wàn)(E. Orowan )三人幾乎同時(shí)提出了晶

25、體中位錯(cuò)的概念。特別是泰勒把位錯(cuò)與晶體塑性變形時(shí)的滑移過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，對(duì)弗蘭克假設(shè)引起的矛盾，作了有力的說(shuō)明。2.2.1 金屬理論強(qiáng)度和位錯(cuò)學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生金屬理論強(qiáng)度和位錯(cuò)學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生230mmGG，修正后 2424p位錯(cuò)理論位錯(cuò)理論與弗蘭克假設(shè)的根本區(qū)別是，滑移并非上、下兩部分晶體作整體性的剛性滑移。p滑移是通過(guò)一排排原子、一列列原子、甚至一個(gè)個(gè)原子的傳遞式的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。p位錯(cuò)位錯(cuò)是滑移傳遞過(guò)程中已滑移部分和未滑移部分的交界線，一根位錯(cuò)線掃過(guò)滑移面，滑移面兩邊的晶體才完成一個(gè)原子間距的相對(duì)切動(dòng)。p晶體的滑移滑移過(guò)程，就表現(xiàn)為位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。1957年，終于用電子顯微鏡直接觀察到位錯(cuò)的存在及其運(yùn)動(dòng)。

26、2.2.1 金屬理論強(qiáng)度和位錯(cuò)學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生金屬理論強(qiáng)度和位錯(cuò)學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生 2525金屬金屬AlAgCu-FeMg理論值理論值383039806480109602630實(shí)際值實(shí)際值0.7860.3720.4902.750.393表表2-3 金屬理論剪切強(qiáng)度與實(shí)際值的比較金屬理論剪切強(qiáng)度與實(shí)際值的比較2.2.1 金屬理論強(qiáng)度和位錯(cuò)學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生金屬理論強(qiáng)度和位錯(cuò)學(xué)說(shuō)的產(chǎn)生 2626刃型位錯(cuò)(Edge dislocation)p出現(xiàn)一個(gè)多余的半原子面，猶如一把刀切入晶體。半原子面與滑移面相接處，正是滑移面上已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的界限。在EF線上出現(xiàn)了錯(cuò)位和畸變，稱(chēng)其為刃型位錯(cuò)刃型位錯(cuò)。EF就是刃型位錯(cuò)線刃型位

27、錯(cuò)線。p半原子面在上的，稱(chēng)為正刃型位錯(cuò)正刃型位錯(cuò)，用“”表示；半原子面在下的，稱(chēng)為負(fù)刃型位錯(cuò)負(fù)刃型位錯(cuò)，用“”表示。刃型位錯(cuò)的正負(fù)是相對(duì)的。p位錯(cuò)掃過(guò)滑移面，晶體上下兩部分就完成一個(gè)滑移矢量的切動(dòng)。位錯(cuò)線移動(dòng)的方向稱(chēng)為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的方向位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的方向，它當(dāng)然與位錯(cuò)線是垂直的。p刃型位錯(cuò)是晶體中某一半原子面在晶內(nèi)的邊線，也是晶體內(nèi)的滑移面上已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的交界線。在滑移過(guò)程中，位錯(cuò)線垂直于切應(yīng)力的方向（即滑移矢量的方向）。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的方向，與切應(yīng)力平行，與位錯(cuò)線垂直。2.2.2 位錯(cuò)的基本類(lèi)型位錯(cuò)的基本類(lèi)型 2727刃型位錯(cuò)(Edge dislocation)p位錯(cuò)線周?chē)木Ц窕儏^(qū)看成是存在著一

28、個(gè)彈性應(yīng)力場(chǎng)彈性應(yīng)力場(chǎng)。p正刃型位錯(cuò)，滑移面上邊的原子顯得擁擠，原子間距變小，晶格受到壓應(yīng)力壓應(yīng)力；滑移面下邊的原子則顯得稀疏，原子間距變大，晶格受到拉應(yīng)力拉應(yīng)力；而在滑移面上，晶格受到的是切應(yīng)力。在位錯(cuò)中心，即額外半原子面的邊緣處，晶格畸變最大，隨著距位錯(cuò)中心距離的增加，畸變程度逐漸減小。p通常把晶格畸變程度大于其正常原子間距l(xiāng)4的區(qū)域稱(chēng)為位錯(cuò)寬度位錯(cuò)寬度，其值約為3、5個(gè)原子間距。p位錯(cuò)線的長(zhǎng)度很長(zhǎng)一般為數(shù)百到數(shù)萬(wàn)個(gè)原子間距，相形之下，位錯(cuò)寬度顯得非常之小，可以把位錯(cuò)看成是線缺陷，但實(shí)際上，位錯(cuò)是一條具有一定寬度的細(xì)長(zhǎng)的晶格畸變管道晶格畸變管道。2.2.2 位錯(cuò)的基本類(lèi)型位錯(cuò)的基本類(lèi)型 2

29、8281. 刃型位錯(cuò)(Edge dislocation)o刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)可以與間隙原子和置換原子發(fā)生彈性交互作用。各種間隙原子及尺寸較大的置換原子，大多易于被吸引而跑到正刃型位錯(cuò)的下半部分，或者負(fù)刃型位錯(cuò)的上半部分聚集起來(lái)。對(duì)于尺寸較小的置換原子來(lái)說(shuō)，則易于聚集于刃型位錯(cuò)的另一半受壓應(yīng)力的地方。所以刃型位錯(cuò)往往總是攜帶著大量的溶質(zhì)原子，形成柯垂?fàn)枺麓範(fàn)枺–ottrell）氣團(tuán)）氣團(tuán)或者柯氏氣團(tuán)柯氏氣團(tuán)。這會(huì)使位錯(cuò)的晶格畸變降低，同時(shí)使位錯(cuò)難于運(yùn)動(dòng)，從而造成金屬的強(qiáng)化強(qiáng)化。2.2.2 位錯(cuò)的基本類(lèi)型位錯(cuò)的基本類(lèi)型 29292. 螺型位錯(cuò)(Screw dislocation)p滑移的傳遞方式為

30、：在滑移面上部與切應(yīng)力平行且與滑移面垂直的原子面，從前到后依次向左切動(dòng)（紙面朝前）。p在已滑移區(qū)ABEF與未滑移區(qū)EFDC的交界線EF處，就形成了一個(gè)被扭成螺旋面的一維畸變區(qū)。EF猶如一個(gè)螺釘?shù)妮S線，也是晶體中螺旋面的軸線。所以把這種一維畸變稱(chēng)為螺型位錯(cuò)螺型位錯(cuò)。EF就是螺型位錯(cuò)線螺型位錯(cuò)線。p順時(shí)針旋轉(zhuǎn)前進(jìn)者，為右螺型位錯(cuò)右螺型位錯(cuò)（符合右手法則。即以右手四指為旋轉(zhuǎn)方向，則前進(jìn)方向同右手拇指方向）。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)前進(jìn)者，為左螺型位錯(cuò)左螺型位錯(cuò)（符合左手定則）。一個(gè)螺型位錯(cuò)的左旋或右旋，是不變的，不是相對(duì)的。2.2.2 位錯(cuò)的基本類(lèi)型位錯(cuò)的基本類(lèi)型 30302. 螺型位錯(cuò)(Screw disloc

31、ation)p螺型位錯(cuò)與刃型位錯(cuò)不同，它沒(méi)有額外半原子面。在晶格畸變的細(xì)長(zhǎng)管道中，只存在切應(yīng)變切應(yīng)變，而無(wú)正應(yīng)變，并且位錯(cuò)線周?chē)膹椥詰?yīng)力場(chǎng)呈軸對(duì)稱(chēng)分布。p螺位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)雖然是純切應(yīng)力，但對(duì)非球形對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)缺陷也產(chǎn)生作用。如體心立方中的扁八面體間隙，在水平方向與垂直方向的間隙半徑不同，其間隙原子會(huì)引起非球形對(duì)稱(chēng)畸變。螺位錯(cuò)的純切應(yīng)力場(chǎng)可等效為一個(gè)拉應(yīng)力，使等效拉應(yīng)力方向上的間隙尺寸變長(zhǎng)，從而使間隙原子擇優(yōu)分布于受等效拉應(yīng)力作用的方向上。這種在螺位錯(cuò)周?chē)鷵駜?yōu)分布的溶質(zhì)原子，叫做史諾克史諾克(Snook)氣團(tuán)氣團(tuán)。它對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用也很強(qiáng)，且與溫度近似無(wú)關(guān)。p在室溫下以Cottrell氣團(tuán)起主要作用

32、，而高溫以Snook氣團(tuán)起主要作用。2.2.2 位錯(cuò)的基本類(lèi)型位錯(cuò)的基本類(lèi)型 31313. 混合位錯(cuò)p已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的分界線（圖中AB虛線），與切應(yīng)力或滑移矢量既不平行又不垂直。這條線仍是一維畸變區(qū)，稱(chēng)為混合型位錯(cuò)混合型位錯(cuò)。p混合位錯(cuò)實(shí)際是無(wú)數(shù)小的刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)的交替銜接。位錯(cuò)定義為晶體的滑移面上已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的交界線。實(shí)際就是位錯(cuò)定義為晶體的滑移面上已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的交界線。實(shí)際就是沿交界線附近的一個(gè)局部的原子排列擾亂區(qū)域。沿交界線附近的一個(gè)局部的原子排列擾亂區(qū)域。位錯(cuò)線與滑移矢量垂直，為刃位錯(cuò)，二者平行，為螺位錯(cuò)，既不垂直位錯(cuò)線與滑移矢量垂直，為刃位錯(cuò)，二者平行，為螺位錯(cuò)，既不

33、垂直又不平行，為混合位錯(cuò)。又不平行，為混合位錯(cuò)。2.2.2 位錯(cuò)的基本類(lèi)型位錯(cuò)的基本類(lèi)型 3232o1.柏氏矢量 o2.柏氏回路o3.柏氏矢量的守恒性o4.柏氏矢量與位錯(cuò)類(lèi)型的關(guān)系o5. 柏氏矢量的表示方法：2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路柏氏矢量和柏氏回路 33331.柏氏矢量 o無(wú)論位錯(cuò)線和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的方向如何，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起原子的切動(dòng)方向，總是和切應(yīng)力方向一致的。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起原子切動(dòng)的方向和距離，稱(chēng)為滑移矢量滑移矢量。o如果把位錯(cuò)單純看成一種缺陷，它反映了位錯(cuò)周?chē)c(diǎn)陣畸變的狀況。由于Burgors最先強(qiáng)調(diào)了這個(gè)矢量的重要性，所以把位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起原子切動(dòng)的方向和距離，稱(chēng)為“柏氏矢量柏氏矢量”。記為

34、b或 。o由于晶體點(diǎn)陣周期力的要求，柏氏矢量必然是由一個(gè)原子平衡位置指向另一平衡位置。o柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量（或其整數(shù)倍）的位錯(cuò)，稱(chēng)為全位錯(cuò)全位錯(cuò)，柏氏矢量小于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)，稱(chēng)為不全位錯(cuò)不全位錯(cuò)。2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路柏氏矢量和柏氏回路b 34342.柏氏回路柏氏矢量的表示方法：一根位錯(cuò)線的柏氏矢量，用柏氏回路的方法確定。其步驟是：o人為規(guī)定位錯(cuò)線的正向，用t或 表示（以位錯(cuò)線外為正）o環(huán)繞位錯(cuò)線，在完整晶體區(qū)域作右旋閉合回路即以右手拇指朝向位錯(cuò)線正向，按四指握旋方向作回路?；芈返拿恳徊?，都是從一個(gè)原子到另一相鄰原子，最后回到起點(diǎn)；o在完整晶體中，不繞位錯(cuò)線，作同樣步數(shù)的相同回路，它

35、必然不能閉合；o以不閉合回路的終點(diǎn)（F）指向始點(diǎn)(S)所得的矢量，即為位錯(cuò)線的柏氏矢量b.2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路柏氏矢量和柏氏回路t 35352.柏氏回路o無(wú)論柏氏回路的大小如何，所得柏氏矢量都是一樣的。柏氏矢量反映了位錯(cuò)周?chē)c(diǎn)陣畸變或原子位移的積累。o位錯(cuò)線t的方向是人為的，故而b的方向也是相對(duì)的。前者改變，后者也隨之改變?nèi)欢鴮?duì)于給定的位錯(cuò)，一旦確定了位錯(cuò)線方向，t與b的關(guān)系是確定不變的。o滑移面滑移面定義為“位錯(cuò)線與其柏氏矢量共面的面”。上述確定柏氏矢量的法則稱(chēng)為FS/RH 法則法則。RH表示右旋回路，F(xiàn)S表示由終點(diǎn)指向起點(diǎn)。2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路柏氏矢量和柏氏回路 363

36、63.柏氏矢量的守恒性既然同一根位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)，引起晶體原子切動(dòng)的大小和方向是相同的，因此，無(wú)論圍繞位錯(cuò)線的哪一段作柏氏回路，無(wú)論柏氏回路的起點(diǎn)和途徑怎么選擇，所得柏氏矢量都是一樣的。這就是柏氏矢量的守恒性。因此：o一根不分岔的位錯(cuò)線，無(wú)論其形狀如何變化，它只有一個(gè)恒定的柏氏矢量。o位錯(cuò)線不能終止在晶體內(nèi)部，只能終止在表面或界面，或與其它位錯(cuò)線連成結(jié)點(diǎn)。o一根位錯(cuò)分為兩個(gè)位錯(cuò)，其柏氏矢量之和亦守恒?；蛘哒f(shuō)，匯聚在一個(gè)結(jié)點(diǎn)的各位錯(cuò)線，若規(guī)定其正向（或背向）都指向結(jié)點(diǎn)，則它們的柏氏矢量之和為零。即： 2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路柏氏矢量和柏氏回路0ib 37374.柏氏矢量與位錯(cuò)類(lèi)型的關(guān)系o如果位

37、錯(cuò)線的正向t與柏氏矢量b平行，即為螺型位錯(cuò)。t與b平行且同向，為右螺位錯(cuò)，t與b平行且反向，則為左螺位錯(cuò)。ot與b垂直，即為刃型位錯(cuò)。其正負(fù)可用右手法則確定。食指朝向位錯(cuò)線正向，中指（屈向與拇指食指垂直）朝向柏氏矢量方向，拇指（與食指垂直）即表示半原子面的方向。ot與b既不平行又不垂直，即為混合位錯(cuò)?；旌衔诲e(cuò)的柏氏矢量，可以分解為平行于t的螺型分量和垂直于t的刃型分量。2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路柏氏矢量和柏氏回路 38385. 柏氏矢量的表示方法：如圖2- 12中的Ob，其晶向指數(shù)為110，柏氏矢量b11a十1b十0c，對(duì)于立方晶體，可簡(jiǎn)單寫(xiě)為：b=110。圖中的矢量oa ，其晶向指數(shù)也是

38、110，但柏氏矢量就不同了，b2 1/2a十1/2 b十0c，可以寫(xiě)為b=a/2110所以柏氏矢量的一般表達(dá)式為： 。其模則為：2.2.3 柏氏矢量和柏氏回路柏氏矢量和柏氏回路au vwn222abuvwn 3939圖圖2- 12 柏氏矢量的表示柏氏矢量的表示 4040o結(jié)晶萌生結(jié)晶萌生如晶體從液相中成長(zhǎng)時(shí)，相鄰兩部分晶體發(fā)生碰撞，因其位向不一致，在交界處就會(huì)有大量位錯(cuò)出現(xiàn)。最簡(jiǎn)單的晶界就是由位錯(cuò)壘積的“墻”。若晶體從某些界面（容器壁或雜質(zhì)等）開(kāi)始形成，因基底不平也可能直接傾斜生長(zhǎng)或螺旋式生長(zhǎng)，從而萌生位錯(cuò)液流的沖擊也可使晶格錯(cuò)排而萌生位錯(cuò)。 o冷卻萌生冷卻萌生無(wú)論是凝固后或加熱后的冷卻，因空

39、位平衡濃度要下降，過(guò)飽和空位就可能凝聚成空位片，然后上下晶體塌陷，在原空位片的邊沿，會(huì)形成一個(gè)位錯(cuò)環(huán)。這種位錯(cuò)環(huán)都是刃型位錯(cuò)，猶如從周?chē)讲迦胍蝗Α鞍朐用妗保势浠泼媸谴怪辈⑼ㄟ^(guò)位錯(cuò)環(huán)的一個(gè)柱面，其柏氏矢量也與環(huán)面垂直（“柱面位錯(cuò)”） 。o 應(yīng)力集中萌生應(yīng)力集中萌生晶體內(nèi)溫度、濃度的不均勻變化，結(jié)構(gòu)的改變，夾雜物與基體之間不均勻的膨脹或收縮，變形過(guò)程中的晶內(nèi)障礙等等，都可能造成很大的應(yīng)力集中，從而引起位錯(cuò)的萌生。因此，位錯(cuò)雖然不是熱平衡缺陷，要得到?jīng)]有位錯(cuò)的晶體是十分困難的。2.2.4 位錯(cuò)的萌生位錯(cuò)的萌生 4141o單位體積晶體中所含位錯(cuò)線的總長(zhǎng)度，叫做位錯(cuò)密度。o在充分退火的金屬中，

40、位錯(cuò)密度為(105106 ) /cm2，經(jīng)過(guò)劇烈冷變形的金屬，位錯(cuò)密度為(10101012 ) /cm2。o晶須晶須是由實(shí)驗(yàn)室制備的極細(xì)而幾乎沒(méi)有缺陷的金屬晶體。非晶態(tài)金屬（金屬玻璃），是失掉點(diǎn)陣特征，可以認(rèn)為缺陷接近百分之百的金屬。o晶須的結(jié)構(gòu)接近理想晶體，故其強(qiáng)度也接近理論值。退火態(tài)的強(qiáng)度較低。經(jīng)過(guò)劇烈冷變形的金屬，位錯(cuò)密度的劇增，又因其相互阻礙而使滑移困難，提高了強(qiáng)度。所以，實(shí)際使用的各種金屬?gòu)?qiáng)化方法，都是依靠增加晶體缺陷而實(shí)現(xiàn)的。2.2.5 位錯(cuò)密度及其與強(qiáng)度的關(guān)系位錯(cuò)密度及其與強(qiáng)度的關(guān)系32()ScmcmVcm 或12(1)nc mA 4242圖圖2-15 位錯(cuò)密度及其與強(qiáng)度的關(guān)系位

41、錯(cuò)密度及其與強(qiáng)度的關(guān)系 4343位錯(cuò)的滑移o使刃型位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的切應(yīng)力方向必須與位錯(cuò)線垂直；而使螺型位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的切應(yīng)力方向卻是與螺型位錯(cuò)平行的；o不論是刃型位錯(cuò)或螺型位錯(cuò)，它們的運(yùn)動(dòng)方向總是與位錯(cuò)線垂直的。對(duì)于刃型位錯(cuò)，晶體的滑移方向與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向是一致的，但是螺型位錯(cuò)所引起的晶體滑移方向卻與位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向垂直。上述兩點(diǎn)差別可以用位錯(cuò)的柏氏矢量予以統(tǒng)一。上述兩點(diǎn)差別可以用位錯(cuò)的柏氏矢量予以統(tǒng)一。o不論是刃或螺型位錯(cuò)，使位錯(cuò)滑移的切應(yīng)力方向和柏氏矢量b都是一致的；o兩種位錯(cuò)滑移后，滑移面兩側(cè)晶體的相對(duì)位移也是與柏氏矢量b一致的，即位錯(cuò)引起的滑移效果(即滑移矢量)可以用柏氏矢量描述。2.2.6 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)

42、位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 44442.滑移阻力(位錯(cuò)的起動(dòng)力Peirls-Nabarro力)位錯(cuò)的起動(dòng)力就是使位錯(cuò)開(kāi)始滑移所需的剪應(yīng)力，也叫作派派-納力納力（Peirls-Nabarro Stress）。它也是晶體點(diǎn)陣對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，即滑移阻力。其表達(dá)式為 式中，為位錯(cuò)開(kāi)始滑移所需的剪應(yīng)力，d為滑移面的面間距，b為柏氏矢量的模。c和k為和材料有關(guān)的常數(shù)。o滑移阻力隨柏氏矢量的大小呈指數(shù)上升。因此滑移方向應(yīng)具有小的原子重復(fù)距離或者高的原子線密度。金屬和合金的密排方向滿(mǎn)足此條件，因此也是滑移方向。o滑移阻力隨滑移面的面間距呈指數(shù)下降?；泼鎽?yīng)為原子的面密度大，面間距大的密排面。所以說(shuō)，滑移最容易沿著晶體中最密

43、晶面上的最密晶向進(jìn)行。2.2.6 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)exp()kdcb 45452.滑移阻力(位錯(cuò)的起動(dòng)力Peirls-Nabarro力)o在共價(jià)鍵晶體（如硅）和聚合物中，位錯(cuò)不容易運(yùn)動(dòng)。由于結(jié)合鍵的強(qiáng)度和方向性，這些材料一般呈現(xiàn)出脆性。要記住，在許多工程聚合物中，位錯(cuò)在變形中起的作用很小。o離子鍵晶體（如MgO等陶瓷）也很難滑移。首先，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)會(huì)破壞陰離子和陽(yáng)離子周?chē)碾姾善胶?，引起陰離子和陽(yáng)離子之間的結(jié)合鍵斷裂。在滑移中，同性離子相遇還會(huì)產(chǎn)生排斥作用。和金屬和合金相比，陶瓷的柏氏矢量比較大，派-納力大。陶瓷材料的脆性斷裂還與內(nèi)部存在一些缺陷（如孔洞）有關(guān)。陶瓷材料的韌性可以通過(guò)一下的方

44、法獲得：（a）相變（稱(chēng)為相變?cè)鲰g，例如全穩(wěn)定氧化鋯）（b）機(jī)械孿晶 （c）位錯(cuò)運(yùn)動(dòng) （c）晶界滑動(dòng)。一般，高溫和壓縮應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致更高的韌性。近年來(lái)的研究表明，SrTiO3陶瓷可以表現(xiàn)出良好的韌性。在一定條件下，某些陶瓷材料可以具有很高的塑性變形能力，即具有超塑性。2.2.6 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 46463. 位錯(cuò)的攀移刃位錯(cuò)垂直于滑移面的運(yùn)動(dòng)叫攀移攀移。只有刃型位錯(cuò)才能發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng)，螺型位錯(cuò)是不會(huì)攀移的。攀移時(shí)位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向正好與柏氏矢量垂直。一般，半原子面的收縮（正刃位錯(cuò)向上運(yùn)動(dòng)，負(fù)刃位錯(cuò)向下運(yùn)動(dòng)）叫正攀移正攀移，半原子面的擴(kuò)展叫負(fù)攀移負(fù)攀移。o滑移時(shí)不涉及原子的擴(kuò)散，而攀移正是通過(guò)原子的

45、擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)的。正攀移，可吸收空位，或者釋放間隙原子。負(fù)攀移，吸收間隙原子或釋放空位。o非平衡點(diǎn)缺陷能促進(jìn)位錯(cuò)的攀移。過(guò)飽和的空位，有助于位錯(cuò)的正攀移，不飽和的空位濃度及過(guò)飽和的間隙原子，有助于位錯(cuò)的負(fù)攀移。這樣，攀移時(shí)位錯(cuò)線并不是同步向上或向下運(yùn)動(dòng)，而是原子逐個(gè)的加入，所以攀移時(shí)位錯(cuò)線上帶有很多臺(tái)階(割階)。2.2.6 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 4747o由于空位的數(shù)量及其運(yùn)動(dòng)速率對(duì)溫度十分敏感。因此位錯(cuò)攀移是一個(gè)熱激活過(guò)程，通常只有在高溫下攀移才對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生重要影響，而常溫下它的貢獻(xiàn)并不大。o外加應(yīng)力對(duì)位錯(cuò)攀移也有促進(jìn)作用。顯然切應(yīng)力是無(wú)效的，只有正應(yīng)力才會(huì)協(xié)助位錯(cuò)實(shí)現(xiàn)攀移，在半原子面兩側(cè)施

46、加壓應(yīng)力時(shí)，有利于原子離開(kāi)半原子面，使位錯(cuò)發(fā)生正攀移；相反，拉應(yīng)力使原子間距增大，有利于原子擴(kuò)散至半原子面下方，使位錯(cuò)發(fā)生負(fù)攀移。2.2.6 位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng) 4848Figure the perfect crystal (a) is cut and sheared one atom spacing, (b) and (c). The line along which shearing occurs is a screw dislocation. A Burgers vector b is required to close a loop of equal atom spacings ar

47、ound the screw dislocation. 4949Figure The perfect crystal in (a) is cut and an extra plane of atoms is inserted (b). The bottom edge of the extra plane is an edge dislocation (c). A Burgers vector b is required to close a loop of equal atom spacings around the edge dislocation. 5050Figure A mixed d

48、islocation. The screw dislocation at the front face of the crystal gradually changes to an edge dislocation at the side of the crystal. 5151Figure Schematic of slip line, slip plane, and slip (Burgers) vector for (a) an edge dislocation and (b) for a screw dislocation. (Adapted from J.D. Verhoeven,

49、Fundamentals of Physical Metallurgy, Wiley, 1975.) 5252Figure (a) When a shear stress is applied to the dislocation in (a), the atoms are displaced, causing the dislocation to move one Burgers vector in the slip direction (b). Continued movement of the dislocation eventually creates a step (c), and

50、the crystal is deformed. (d) Motion of caterpillar is analogous to the motion of a dislocation. 5353 5454A sketch of a dislocation in magnesium oxide (MgO), which has the sodium chloride crystal structure and a lattice parameter of 0.396 nm, is shown in Figure. Determine the length of the Burgers ve

51、ctor.Example Dislocations in Ceramic MaterialsFigure An edge dislocation in MgO showing the slip direction and Burgers vector. 5555Example SOLUTIONIn Figure ,we begin a clockwise loop around the dislocation at point x, then move equal atom spacings to finish at point y. The vector b is the Burgers v

52、ector. Because b is a 110 direction, it must be perpendicular to 110 planes. The length of b is the distance between two adjacent (110) planes. From Equation 3-7,Note that this formula for calculating the magnitude of the Burgers vector will not work for non-cubic systems. It is better to consider t

53、he magntiude of the Burgers vectoras equal to the repeat distance in the slip direction. 5656Calculate the length of the Burgers vector in copper.Example Burgers Vector CalculationFigure (a) Burgers vector for FCC copper. (b) The atom locations on a (110) plane in a BCC unit cell 5757The length of t

54、he Burgers vector, or the repeat distance, is:b = 1/2(0.51125 nm) = 0.25563 nmExample SOLUTIONCopper has an FCC crystal structure. The lattice parameter of copper (Cu) is 0.36151 nm. The close-packed directions, or the directions of the Burgers vector, are of the form . The repeat distance along the

55、 directions is one-half the face diagonal, since lattice points are located at corners and centers of faces110110 5858The planar density of the (112) plane in BCC iron is 9.94 1014 atoms/cm2. Calculate (1) the planar density of the (110) plane and (2) the interplanar spacings for both the (112) and

56、(110) planes. On which plane would slip normally occur?Example Identification of Preferred Slip PlanesFigure (a) Burgers vector for FCC copper. (b) The atom locations on a (110) plane in a BCC unit cell 5959Example SOLUTION1. The planar density is:2. The interplanar spacings are:The planar density a

57、nd interplanar spacing of the (110) plane are larger than those for the (112) plane; therefore, the (110) plane would be the preferred slip plane. 6060oEtch pits - Tiny holes created at areas where dislocations meet the surface. These are used to examine the presence and number density of dislocatio

58、ns.oSlip line - A visible line produced at the surface of a metallic material by the presence of several thousand dislocations.oSlip band - Collection of many slip lines, often easily visible.2.2.7 Observing Dislocations 位錯(cuò)的觀察位錯(cuò)的觀察 6161o從提出位錯(cuò)的假定到真正觀察到位錯(cuò)差不多用了25年。o位錯(cuò)與晶體表面相交的區(qū)域處于較高的能量狀態(tài)。當(dāng)金屬材料放入某些酸等浸蝕劑中

59、進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)浸蝕時(shí)，位錯(cuò)與晶體表面相交的區(qū)域處腐蝕速率比基體更快一些。這些位錯(cuò)腐蝕區(qū)域在光學(xué)顯微鏡下表現(xiàn)為蝕坑蝕坑(Etch pits)。o利用蝕坑觀察位錯(cuò)有一定的局限性，它只能觀察在表面露頭的位錯(cuò)，而在晶體內(nèi)部的位錯(cuò)則無(wú)法顯示；此外，浸蝕法只適合于位錯(cuò)密度很低的晶體，如果位錯(cuò)密度較高，蝕坑就會(huì)互相重疊，無(wú)法分辨。高純度金屬和化合物晶體的位錯(cuò)觀察可用此法。o透射電鏡（TEM）也用于觀察晶體中位錯(cuò)。當(dāng)大量的位錯(cuò)線移動(dòng)到晶體表面，就產(chǎn)生了可以在透射電鏡下看到的滑移線滑移線。一組滑移線構(gòu)成了光學(xué)顯微鏡下可以看到的滑移帶滑移帶。2.2.7 Observing Dislocations 位錯(cuò)的觀察位錯(cuò)的

60、觀察 6262o其它用于觀察晶體中的位錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)還有綴飾法綴飾法。許多晶體對(duì)于可見(jiàn)光和紅外線是透明的。對(duì)于這些晶體來(lái)說(shuō)，雖然不能直接看到位錯(cuò)，但是可以通過(guò)摻入適當(dāng)?shù)耐鈦?lái)原子，經(jīng)過(guò)熱處理使之擇優(yōu)分布在位錯(cuò)線上。這些聚集在位錯(cuò)線上的原子會(huì)散射可見(jiàn)光或紅外光，因而可以觀察到。o由于綴飾法需要將晶體進(jìn)行退火處理，故只適用于研究回復(fù)或高溫變形后的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，而不適于研究低溫形變金屬中的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)。oX射線衍襯象方法、場(chǎng)離子顯微鏡觀測(cè)方法和計(jì)算機(jī)模擬也可以用來(lái)觀測(cè)分析晶體的位錯(cuò)。2.2.7 Observing Dislocations 位錯(cuò)的觀察位錯(cuò)的觀察 6363Figure 2-19 A sketch