材料科學(xué)基礎(chǔ)考點精講版講義第03講晶體缺陷

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講第3講晶體缺陷主講人：張學(xué)華網(wǎng)學(xué)天地（咨詢）《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講第3講晶體缺陷主講人：張學(xué)華網(wǎng)學(xué)天地（咨詢）網(wǎng)學(xué)天地（）所有！概述空位點缺陷間隙原子與雜質(zhì)原子tb刃型:螺型:混合型:線缺陷:位錯t//bbt晶界相界網(wǎng)學(xué)天地（）所有！概述空位點缺陷間隙原子與雜質(zhì)原子tb刃型:螺型:混合型:線缺陷:位錯t//bbt晶界相界界面面缺陷表面堆垛層錯《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講晶體缺陷網(wǎng)學(xué)天地（）所有！一、分類實際晶體中常存在各種偏離理想結(jié)構(gòu)的區(qū)域，即晶體缺陷。晶體缺陷對晶體的性質(zhì)起著重要作用。存在于晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷，按幾何特征可分為：???零維—點缺陷：空位、間隙原子、置換原子、復(fù)雜離子?！€缺陷：各類位錯。二維—網(wǎng)學(xué)天地（）所有！一、分類實際晶體中常存在各種偏離理想結(jié)構(gòu)的區(qū)域，即晶體缺陷。晶體缺陷對晶體的性質(zhì)起著重要作用。存在于晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷，按幾何特征可分為：???零維—點缺陷：空位、間隙原子、置換原子、復(fù)雜離子?！€缺陷：各類位錯。二維—面缺陷：各類晶界，表面及層錯等。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！1. 點缺陷。在三大小的晶體缺陷。各方向上都很小，在原子2. 線缺陷。在三的一個方向上的很大（晶粒數(shù)大小）的晶量級），另外兩個方向上的很小（原子體缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯Dislocation。3. 面缺陷。在三的兩個方向上的很大（晶粒數(shù)大?。┑木Я考墸硗庖粋€方向上的體缺陷。很?。ㄔ印恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！1. 點缺陷。在三大小的晶體缺陷。各方向上都很小，在原子2. 線缺陷。在三的一個方向上的很大（晶粒數(shù)大小）的晶量級），另外兩個方向上的很小（原子體缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯Dislocation。3. 面缺陷。在三的兩個方向上的很大（晶粒數(shù)大?。┑木Я考墸?，另外一個方向上的體缺陷。很?。ㄔ印恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：根據(jù)缺陷相對于晶體或其影響范圍的大小，缺陷可以分為幾類？簡述這幾類缺陷的特征。例2：敘述常見的晶體缺陷。答：點缺陷。在三各方向上都很小，在原子尺寸大小的晶體缺陷。空位、間隙原子、置換原子。線缺陷。在三的一個方向上的很大（晶粒數(shù)量大小）的晶級），另外兩個方向上的很?。ㄔ芋w缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯。面缺陷。在三的兩個方向上的很大（晶粒數(shù)量大小）的晶級），另外一個方向上的很小（原子體缺陷。各類晶界，表面及層錯等?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：根據(jù)缺陷相對于晶體或其影響范圍的大小，缺陷可以分為幾類？簡述這幾類缺陷的特征。例2：敘述常見的晶體缺陷。答：點缺陷。在三各方向上都很小，在原子尺寸大小的晶體缺陷?？瘴?、間隙原子、置換原子。線缺陷。在三的一個方向上的很大（晶粒數(shù)量大?。┑木Ъ墸?，另外兩個方向上的很?。ㄔ芋w缺陷。其具體形式就是晶體中的位錯。面缺陷。在三的兩個方向上的很大（晶粒數(shù)量大?。┑木Ъ墸硗庖粋€方向上的很?。ㄔ芋w缺陷。各類晶界，表面及層錯等?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！二、點缺陷點缺陷：在三小的晶體缺陷。各方向上都很小，在原子大1.點缺陷的類型空位。在晶格結(jié)點位置應(yīng)有原子的地方空缺，這種缺陷稱為“空位”。間隙原子。在晶格非結(jié)點位置，往往是晶格的間隙，出現(xiàn)了多余的原子。它們可能是同類原子，也可能是異類原子。異類原子。在一種類型的原子組成的晶格中，不同種類的原子替換原有的原子占有其應(yīng)有的位置。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！二、點缺陷點缺陷：在三小的晶體缺陷。各方向上都很小，在原子大1.點缺陷的類型空位。在晶格結(jié)點位置應(yīng)有原子的地方空缺，這種缺陷稱為“空位”。間隙原子。在晶格非結(jié)點位置，往往是晶格的間隙，出現(xiàn)了多余的原子。它們可能是同類原子，也可能是異類原子。異類原子。在一種類型的原子組成的晶格中，不同種類的原子替換原有的原子占有其應(yīng)有的位置?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！點缺陷分類：(1)肖脫基缺陷—原子遷移到表面—僅在晶體內(nèi)部形成空位。(2)克爾缺陷—原子遷移到間隙中—形成空位-間隙對?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！點缺陷分類：(1)肖脫基缺陷—原子遷移到表面—僅在晶體內(nèi)部形成空位。(2)克爾缺陷—原子遷移到間隙中—形成空位-間隙對?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！2.空位平衡濃度——包括空位、間隙原子、雜質(zhì)或溶質(zhì)原子原子熱振動部分原子獲得足夠高的能量克服約束，遷移到新的位置形成空位、間隙原子引起局部點陣畸變《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！2.空位平衡濃度——包括空位、間隙原子、雜質(zhì)或溶質(zhì)原子原子熱振動部分原子獲得足夠高的能量克服約束，遷移到新的位置形成空位、間隙原子引起局部點陣畸變《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！平衡空位濃度：體系的自由能最低時，晶體處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，晶體中存在的空位濃度。（1）點缺陷引起點陣畸變，體系內(nèi)能增大。（2）點缺陷使度增大，熵增大，系統(tǒng)能量下降（振動熵和排列熵）。（3）二者的綜合效應(yīng)?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！平衡空位濃度：體系的自由能最低時，晶體處于平衡穩(wěn)定狀態(tài)，晶體中存在的空位濃度。（1）點缺陷引起點陣畸變，體系內(nèi)能增大。（2）點缺陷使度增大，熵增大，系統(tǒng)能量下降（振動熵和排列熵）。（3）二者的綜合效應(yīng)?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！nNnC exp(S/k)exp(E/網(wǎng)學(xué)天地（）所有！nNnC exp(S/k)exp(E/kT)Aexp(E/kT)VfVVn—平衡空位數(shù)N原子總數(shù)—每增加一個空位的能量變化K玻爾茲曼常數(shù)T絕對溫度約為1～10。上式表示的是空位平衡濃度和空位形成能以及溫度之間的關(guān)系，由于間隙原子的形成能較大，在相同溫度下，間隙原子濃度比空位濃度小的多，通?？梢院雎圆挥嫞砸话闱闆r下，金屬晶體的點缺陷主要是指空位?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！若已知EV和ΔSf，則可由上式計算出任一溫度T下的濃度C，由上式可得：晶體中空位在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，一定溫度T對應(yīng)一平衡濃度C。C與T呈指數(shù)關(guān)系，溫度升高，空位濃度增大?？瘴恍纬赡蹺V大，空位濃度小。例如：已知銅中EV網(wǎng)學(xué)天地（）所有！若已知EV和ΔSf，則可由上式計算出任一溫度T下的濃度C，由上式可得：晶體中空位在熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，一定溫度T對應(yīng)一平衡濃度C。C與T呈指數(shù)關(guān)系，溫度升高，空位濃度增大。空位形成能EV大，空位濃度小。例如：已知銅中EV=1.44×10-19J/atom，A取為1，則：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講T100K300K500K700K900K1000KCV10-5710-1910-1110-8.110-6.310-5.7網(wǎng)學(xué)天地（）所有！過飽和點缺陷給定溫度下，晶體中存在一平衡的點缺陷濃度，通過一些方法，晶體中的點缺陷濃度超過平衡濃度。高溫淬火把空位保留到室溫：加熱后，使缺陷濃度較高，然后快速冷卻，使點缺陷來不及復(fù)合過程。輻照：高能粒子輻照晶體，形成數(shù)量相等的空位和間隙原子（原子不斷離位而產(chǎn)生）。塑性變形：位錯滑移并交割后留下大量的點缺陷。另外，點缺陷還會塌而破壞，形成孔洞。成空位片，過多的空位片造成材料區(qū)域崩《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！過飽和點缺陷給定溫度下，晶體中存在一平衡的點缺陷濃度，通過一些方法，晶體中的點缺陷濃度超過平衡濃度。高溫淬火把空位保留到室溫：加熱后，使缺陷濃度較高，然后快速冷卻，使點缺陷來不及復(fù)合過程。輻照：高能粒子輻照晶體，形成數(shù)量相等的空位和間隙原子（原子不斷離位而產(chǎn)生）。塑性變形：位錯滑移并交割后留下大量的點缺陷。另外，點缺陷還會塌而破壞，形成孔洞。成空位片，過多的空位片造成材料區(qū)域崩《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！3.點缺陷對材料性能的影響：無論那種點缺陷的存在，都會使其附近的原子稍微偏離原結(jié)點位置才能平衡，即造成小區(qū)域的晶格畸變。效果：（1）提高材料的電阻定向的電子在點缺陷處受到非平運動提高局部溫度(發(fā)熱)。衡力(陷阱)，增加了阻力，（2）加快原子的擴(kuò)散遷移空位可作為原子運動的周轉(zhuǎn)站。（3網(wǎng)學(xué)天地（）所有！3.點缺陷對材料性能的影響：無論那種點缺陷的存在，都會使其附近的原子稍微偏離原結(jié)點位置才能平衡，即造成小區(qū)域的晶格畸變。效果：（1）提高材料的電阻定向的電子在點缺陷處受到非平運動提高局部溫度(發(fā)熱)。衡力(陷阱)，增加了阻力，（2）加快原子的擴(kuò)散遷移空位可作為原子運動的周轉(zhuǎn)站。（3）形成其他晶體缺陷過飽和的空位可集中形成內(nèi)部的空洞，集中一片的塌陷形成位錯。（4）改變材料的力學(xué)性能空位移動到位錯處可造成刃位錯的攀移，間隙原子和異類原子的存在會增加位錯的運動阻力。會使強度提高，塑性下降?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！4.點缺陷運動空位在晶體中的分布是一個動態(tài)平衡，其不斷地與周圍原子交換位置，使空位移動所必需的能量，叫空位移動能Em。遷移─空位或間隙原子由一個位置運動到另一個位置的過程。復(fù)合─間隙原子與空位相遇時，將落入空位，兩者同時消失，網(wǎng)學(xué)天地（）所有！4.點缺陷運動空位在晶體中的分布是一個動態(tài)平衡，其不斷地與周圍原子交換位置，使空位移動所必需的能量，叫空位移動能Em。遷移─空位或間隙原子由一個位置運動到另一個位置的過程。復(fù)合─間隙原子與空位相遇時，將落入空位，兩者同時消失，這一過程稱為復(fù)合。點缺陷運動的作用在于：由于空位和間隙原子不斷的產(chǎn)生與復(fù)合，使得晶體中的原子不停地向別處作不規(guī)則地布朗運動，這就是晶體的自擴(kuò)散，是固態(tài)相變、表面化學(xué)熱處理、蠕變、燒結(jié)等過程的基礎(chǔ)。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！5. 點缺陷小結(jié)點缺陷是熱力學(xué)穩(wěn)定的缺陷。不同金屬點缺陷形成能不同。點缺陷濃度與點缺陷形成能、溫度密切相關(guān)。nC網(wǎng)學(xué)天地（）所有！5. 點缺陷小結(jié)點缺陷是熱力學(xué)穩(wěn)定的缺陷。不同金屬點缺陷形成能不同。點缺陷濃度與點缺陷形成能、溫度密切相關(guān)。nC/kT)VVVN點缺陷對金屬的物理及力學(xué)性能有明顯影響。點缺陷對材料的高溫蠕變、沉淀、回復(fù)、表面氧化、燒結(jié)有重要影響?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：Cu晶體的空位形成能Ev為0.9ev/atom,或1.44×10-19J/atom,材料常數(shù)A取作1，玻爾茲曼常數(shù)k=1.38×10網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：Cu晶體的空位形成能Ev為0.9ev/atom,或1.44×10-19J/atom,材料常數(shù)A取作1，玻爾茲曼常數(shù)k=1.38×10-23J/K，計算：在500℃下，每立方米Cu中的空位數(shù)目。500℃下的平衡空位濃度。解：首先確定1m3體積內(nèi)Cu原子的總數(shù)（已知Cu的摩爾質(zhì)量為MCu=63.54g/mol500℃下Cu的密度ρCu=8.96×106g/m3N6.02310238.96106N8.491028 0 Cu63.54m3MCu《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）將N代入空位平衡濃度公式，計算空位數(shù)目nv：E1.441019nNexp V8.4910 exp28v1.381023網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）將N代入空位平衡濃度公式，計算空位數(shù)目nv：E1.441019nNexp V8.4910 exp28v1.381023773kT8.491028e13.58.4910281.371061.21023/m3（2）計算空位濃度1.441019n13.56C expe1.410vNV1.381023773即在500℃時，每106個原子中才有1.4個空位?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！三、位錯位錯是指在一維方向上偏離理想晶體中的周期性、規(guī)則性排列所產(chǎn)生的缺陷，即缺陷向上很短。在一維方向較長，另外二維方1.位錯的基本類型和特征（1）刃型位錯將晶體的上半部分向左移動一個原子間距，再按原子的結(jié)合方式連接起來。除分界線附近的一管形區(qū)域例外，其他部分基本都是完好的晶體。在分界線的上方將多出半個原子面，這就是刃型位錯?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！三、位錯位錯是指在一維方向上偏離理想晶體中的周期性、規(guī)則性排列所產(chǎn)生的缺陷，即缺陷向上很短。在一維方向較長，另外二維方1.位錯的基本類型和特征（1）刃型位錯將晶體的上半部分向左移動一個原子間距，再按原子的結(jié)合方式連接起來。除分界線附近的一管形區(qū)域例外，其他部分基本都是完好的晶體。在分界線的上方將多出半個原子面，這就是刃型位錯?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！幾何特征：位錯線與原子滑移方向相垂直；滑移面上部位錯線周圍原子受壓應(yīng)力作用，原子間距小于正常晶格間距；滑移面下部位錯線周圍原子受張應(yīng)力作用，原子間距大于正常晶格間距。（）（）分類：正刃位錯，“”；負(fù)刃位錯，“T”。符號中水平線代表滑移面，垂直線代表半個原子面?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！幾何特征：位錯線與原子滑移方向相垂直；滑移面上部位錯線周圍原子受壓應(yīng)力作用，原子間距小于正常晶格間距；滑移面下部位錯線周圍原子受張應(yīng)力作用，原子間距大于正常晶格間距。（）（）分類：正刃位錯，“”；負(fù)刃位錯，“T”。符號中水平線代表滑移面，垂直線代表半個原子面?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！刃型位錯特征：①刃型位錯有一額外半原子面。多出的半原子面在上邊的稱為正刃型位錯，記為“┻”；多出半原子面在下邊的稱為負(fù)刃型位錯，記為“┳”。②刃型位錯線可理解為晶體中已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界線。③位錯線不一定是直線，可以是平面折線或曲線;刃型位錯線網(wǎng)學(xué)天地（）所有！刃型位錯特征：①刃型位錯有一額外半原子面。多出的半原子面在上邊的稱為正刃型位錯，記為“┻”；多出半原子面在下邊的稱為負(fù)刃型位錯，記為“┳”。②刃型位錯線可理解為晶體中已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界線。③位錯線不一定是直線，可以是平面折線或曲線;刃型位錯線必與滑移矢量垂直，④滑移面是包含位錯線和滑移矢量的唯一平面。⑤位錯周圍的點陣發(fā)生彈性畸變，既有正應(yīng)變，又有切應(yīng)變《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）螺型位錯若將晶體的上半部分向后移動一個原子間距，再按原子的結(jié)合方式連接起來，同樣除分界線附近的一管形區(qū)域例外，其他部分基本也都是完好的晶體。而在分界線的區(qū)域形成一螺旋面，這就是螺型位錯。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）螺型位錯若將晶體的上半部分向后移動一個原子間距，再按原子的結(jié)合方式連接起來，同樣除分界線附近的一管形區(qū)域例外，其他部分基本也都是完好的晶體。而在分界線的區(qū)域形成一螺旋面，這就是螺型位錯?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！幾何特征：位錯線與原子滑移方向相平行；位錯線周圍原子的配置是螺旋狀的。分類：有左、右旋之分，它們之間符合左手、右手螺旋定則。按旋進(jìn)方向，螺位錯分左旋與右旋兩類。b右螺左螺《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！幾何特征：位錯線與原子滑移方向相平行；位錯線周圍原子的配置是螺旋狀的。分類：有左、右旋之分，它們之間符合左手、右手螺旋定則。按旋進(jìn)方向，螺位錯分左旋與右旋兩類。b右螺左螺《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！螺型位錯的特征螺型位錯無額外半原子面，但是一些晶面變成了螺旋面，原子錯排呈軸對稱；位錯線與滑移矢量平行，故一定是直線；包含螺位錯線的面必然包含滑移矢量，故螺位錯的滑移面不是唯一的；螺位錯周圍的點陣也發(fā)生了彈性畸變，但只有平行于位錯線的切應(yīng)變，無正應(yīng)變（在垂直于位錯線的平面投影上，看不出缺陷）；分左右螺旋?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！螺型位錯的特征螺型位錯無額外半原子面，但是一些晶面變成了螺旋面，原子錯排呈軸對稱；位錯線與滑移矢量平行，故一定是直線；包含螺位錯線的面必然包含滑移矢量，故螺位錯的滑移面不是唯一的；螺位錯周圍的點陣也發(fā)生了彈性畸變，但只有平行于位錯線的切應(yīng)變，無正應(yīng)變（在垂直于位錯線的平面投影上，看不出缺陷）；分左右螺旋。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）混合位錯位錯線上任一點的滑移矢量相同，但兩者方向夾角呈任意角度，圖為混合位錯的產(chǎn)生《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！（3）混合位錯位錯線上任一點的滑移矢量相同，但兩者方向夾角呈任意角度，圖為混合位錯的產(chǎn)生《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！位錯線的一些性質(zhì)（1）位錯線是已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的邊界;（2）位錯及其畸變區(qū)是一條管道,位錯線附近的原子偏離了平衡位置。（3）位錯線具有連續(xù)性，即位錯線不能中斷于晶體內(nèi)部。只可在表面露頭，或終止于晶界和相界，或與其它位錯相網(wǎng)學(xué)天地（）所有！位錯線的一些性質(zhì)（1）位錯線是已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的邊界;（2）位錯及其畸變區(qū)是一條管道,位錯線附近的原子偏離了平衡位置。（3）位錯線具有連續(xù)性，即位錯線不能中斷于晶體內(nèi)部。只可在表面露頭，或終止于晶界和相界，或與其它位錯相交，或自行封閉成環(huán)。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：（名詞解釋）刃型位錯和螺型位錯模型。答：刃位錯：只將晶體上半部分劈開，然后半個晶面，再粘合起來，相當(dāng)于刃端部分為中心線在其附近一個相當(dāng)范圍區(qū)域內(nèi)，原子的位置發(fā)生了錯動。螺位錯：只將晶體的前半部分劈開，以刃端為界，將晶體左右部分沿向上和向下方向發(fā)生一個相對切變，再粘合起來?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：（名詞解釋）刃型位錯和螺型位錯模型。答：刃位錯：只將晶體上半部分劈開，然后半個晶面，再粘合起來，相當(dāng)于刃端部分為中心線在其附近一個相當(dāng)范圍區(qū)域內(nèi)，原子的位置發(fā)生了錯動。螺位錯：只將晶體的前半部分劈開，以刃端為界，將晶體左右部分沿向上和向下方向發(fā)生一個相對切變，再粘合起來?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！2.柏氏矢量定義：表示位錯區(qū)域原子畸變特征（晶向和大小）的物理量。反映了滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界，產(chǎn)生相對移動的大小和方b向，即滑移矢量。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！2.柏氏矢量定義：表示位錯區(qū)域原子畸變特征（晶向和大?。┑奈锢砹?。反映了滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界，產(chǎn)生相對移動的大小和方b向，即滑移矢量?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！（1）柏氏矢量的確定錯線的正方向。②在含有位錯的晶體中，繞位錯線沿好區(qū)作右旋的閉合回路。③在完整晶體中作同樣回路，它必然不能閉合。b?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）柏氏矢量的確定錯線的正方向。②在含有位錯的晶體中，繞位錯線沿好區(qū)作右旋的閉合回路。③在完整晶體中作同樣回路，它必然不能閉合。b?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！bAA右旋閉合回路完整晶體中回路《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！bAA右旋閉合回路完整晶體中回路《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！由此確定的柏氏矢量與柏氏回路的大小及形狀無關(guān)，位錯運動或形狀發(fā)生變化時，其柏氏矢量不變。⊥b ⊥b對刃位錯向上為正刃b b向下為負(fù)刃（⊥b）多余半原子面朝向網(wǎng)學(xué)天地（）所有！由此確定的柏氏矢量與柏氏回路的大小及形狀無關(guān)，位錯運動或形狀發(fā)生變化時，其柏氏矢量不變?！蚥 ⊥b對刃位錯向上為正刃b b向下為負(fù)刃（⊥b）多余半原子面朝向拇指多余原子面、位錯線和柏氏矢量服從右手定則。中指b實指右手定則《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！螺位錯柏氏矢量的確定：b右旋閉合回路完整晶體中回路右螺螺位錯bbbb網(wǎng)學(xué)天地（）所有！螺位錯柏氏矢量的確定：b右旋閉合回路完整晶體中回路右螺螺位錯bbbbb左螺b《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！混合型位錯的柏氏矢量：bbsbsinbcosbee網(wǎng)學(xué)天地（）所有！混合型位錯的柏氏矢量：bbsbsinbcosbeebbs《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）柏氏矢量的物理意義①柏氏矢量既表示位錯的性質(zhì)，又表示了位錯區(qū)域點陣畸變總量的大小和方向。②柏氏矢量的另一個重要意義是指出了位錯滑移后，晶體上、下部分產(chǎn)生相對位移的方向和大小，即滑移矢量。（3）柏氏矢量的特性①柏氏矢量的守恒性：與柏氏回路起點的選擇無關(guān)，也與回路的具體途徑無關(guān)。②柏氏矢量的唯一性：一根位錯線具有唯一的柏氏矢量，其各網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）柏氏矢量的物理意義①柏氏矢量既表示位錯的性質(zhì)，又表示了位錯區(qū)域點陣畸變總量的大小和方向。②柏氏矢量的另一個重要意義是指出了位錯滑移后，晶體上、下部分產(chǎn)生相對位移的方向和大小，即滑移矢量。（3）柏氏矢量的特性①柏氏矢量的守恒性：與柏氏回路起點的選擇無關(guān)，也與回路的具體途徑無關(guān)。②柏氏矢量的唯一性：一根位錯線具有唯一的柏氏矢量，其各處的柏氏矢量都相同，且當(dāng)位錯運動時，其柏氏矢量也不變。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）柏氏矢量表示法anb[uvw]uavbwc對于立方晶系：a=b=cbanu vw222模：b2aa2例： 2 2|210(網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）柏氏矢量表示法anb[uvw]uavbwc對于立方晶系：a=b=cbanu vw222模：b2aa2例： 2 2|210(1) 222a2aa [011]2aaa《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！幾根位錯相遇于一點，其方向朝著節(jié)點的各位錯線的柏氏矢b之和等于離開節(jié)點之和。幾根位錯線的方向均指向或離開節(jié)點，則這些位錯線的柏氏矢量之和值為零。bbbb網(wǎng)學(xué)天地（）所有！幾根位錯相遇于一點，其方向朝著節(jié)點的各位錯線的柏氏矢b之和等于離開節(jié)點之和。幾根位錯線的方向均指向或離開節(jié)點，則這些位錯線的柏氏矢量之和值為零。bbbb01234《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！3.位錯的運動滑移面：過位錯線并和柏氏矢量平行的平面（晶面）是該位錯的滑移面。位錯的滑移運動：位錯在滑移面上的運動?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！3.位錯的運動滑移面：過位錯線并和柏氏矢量平行的平面（晶面）是該位錯的滑移面。位錯的滑移運動：位錯在滑移面上的運動?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）位錯的滑移運動刃型位錯的滑移運動：在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時，有使晶體上部有發(fā)生移動的趨勢。假如晶體中有一刃型位錯，顯然位錯在晶體中發(fā)生移動比整個晶體移動要容易。因此：①位錯的運動在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生；②位錯移動的方向和位錯線垂直；③運動位錯掃過的區(qū)域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大小的相對運動(滑移)；④位錯移出晶體表面將在晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的臺階。網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）位錯的滑移運動刃型位錯的滑移運動：在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時，有使晶體上部有發(fā)生移動的趨勢。假如晶體中有一刃型位錯，顯然位錯在晶體中發(fā)生移動比整個晶體移動要容易。因此：①位錯的運動在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生；②位錯移動的方向和位錯線垂直；③運動位錯掃過的區(qū)域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大小的相對運動(滑移)；④位錯移出晶體表面將在晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的臺階?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！螺型位錯的滑移：在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時，有使晶體的左右部分發(fā)生上下移動的趨勢。假如晶體中有一螺型位錯，顯然位錯在晶體中向后發(fā)生移動，移動過的區(qū)間右邊晶體向下移動一柏氏矢量。因此：①螺位錯也是在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生運動；②位錯移動的方向總是和位錯線垂直；③運動位錯掃過的區(qū)域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大小的相對運動（滑移）；④位錯移過部分在表面留下部分臺階，全部移出晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的完整臺階。這四點同刃型位錯。網(wǎng)學(xué)天地（）所有！螺型位錯的滑移：在圖示的晶體上施加一切應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力足夠大時，有使晶體的左右部分發(fā)生上下移動的趨勢。假如晶體中有一螺型位錯，顯然位錯在晶體中向后發(fā)生移動，移動過的區(qū)間右邊晶體向下移動一柏氏矢量。因此：①螺位錯也是在外加切應(yīng)力的作用下發(fā)生運動；②位錯移動的方向總是和位錯線垂直；③運動位錯掃過的區(qū)域晶體的兩部分發(fā)生了柏氏矢量大小的相對運動（滑移）；④位錯移過部分在表面留下部分臺階，全部移出晶體的表面上產(chǎn)生柏氏矢量大小的完整臺階。這四點同刃型位錯?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！刃、螺型位錯滑移的比較：①因為位錯線和柏氏矢量平行，所以螺型位錯可以有多個滑移面，螺型位錯無論在那個方向移動都是滑移。②晶體兩部分的相對移動量決定于柏氏矢量的大小和方向，與位錯線的移動方向無關(guān)?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！刃、螺型位錯滑移的比較：①因為位錯線和柏氏矢量平行，所以螺型位錯可以有多個滑移面，螺型位錯無論在那個方向移動都是滑移。②晶體兩部分的相對移動量決定于柏氏矢量的大小和方向，與位錯線的移動方向無關(guān)?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！分析一位錯環(huán)的運動正刃右螺b左螺負(fù)刃《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！分析一位錯環(huán)的運動正刃右螺b左螺負(fù)刃《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）位錯的攀移只有刃型位錯才能發(fā)生攀移運動，即位錯在垂直于滑移面的方向上運動。其實質(zhì)是刃型位錯的多余半原子面的擴(kuò)大或縮小，它是通過物質(zhì)遷移即原子或空位的擴(kuò)散來實現(xiàn)的。通常把半原子面向上運動稱為正攀移，向下運動稱為負(fù)攀移，。n 晶體體積變化；n 滑移時，體積不變，保守運動；n 攀移時，體積變化，非保守運動?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）位錯的攀移只有刃型位錯才能發(fā)生攀移運動，即位錯在垂直于滑移面的方向上運動。其實質(zhì)是刃型位錯的多余半原子面的擴(kuò)大或縮小，它是通過物質(zhì)遷移即原子或空位的擴(kuò)散來實現(xiàn)的。通常把半原子面向上運動稱為正攀移，向下運動稱為負(fù)攀移，。n 晶體體積變化；n 滑移時，體積不變，保守運動；n 攀移時，體積變化，非保守運動?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！4.位錯運動的交割（1）在位錯滑動過程中，其位錯線往往很難同時實現(xiàn)全長的運動。因而一根運動的位錯線，特別是受到阻礙的情況下，有可能通過其中一部分線段首先進(jìn)行滑移。若由此形成的曲折線段就在位錯的滑移面上時，稱為網(wǎng)學(xué)天地（）所有！4.位錯運動的交割（1）在位錯滑動過程中，其位錯線往往很難同時實現(xiàn)全長的運動。因而一根運動的位錯線，特別是受到阻礙的情況下，有可能通過其中一部分線段首先進(jìn)行滑移。若由此形成的曲折線段就在位錯的滑移面上時，稱為扭折；若該曲折線段垂直于位錯的滑移面時，則稱為割階。扭折和割階也可由位錯之間交割形成?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！（2）幾種典型的位錯交割①兩個柏氏矢量互相垂直的刃型位錯交割《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）幾種典型的位錯交割①兩個柏氏矢量互相垂直的刃型位錯交割《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！②兩個柏氏矢量互相平行的刃型位錯交割《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！②兩個柏氏矢量互相平行的刃型位錯交割《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?、蹆蓚€柏氏矢量垂直的刃位錯和螺位錯的交割?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！③兩個柏氏矢量垂直的刃位錯和螺位錯的交割?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！小結(jié)：運動位錯交割后，每根位錯線上都可能產(chǎn)生一扭折或割階，其大小和方向取決于另一位錯的柏氏矢量，但具有原位錯的柏氏矢量；所有的割階都是刃型位錯，但扭折可以使刃型的也可以是螺型的；扭折與原位錯線在同一滑移面上，可隨主位錯線一道運動幾乎不產(chǎn)生阻力，且在張力作用下易于消失；割階與原位錯線不在同一滑移面上，故除非割階產(chǎn)生攀移，否則割階就不能跟隨主位錯線一道運動，稱為位錯運動的，通常稱此為割階硬化。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！小結(jié)：運動位錯交割后，每根位錯線上都可能產(chǎn)生一扭折或割階，其大小和方向取決于另一位錯的柏氏矢量，但具有原位錯的柏氏矢量；所有的割階都是刃型位錯，但扭折可以使刃型的也可以是螺型的；扭折與原位錯線在同一滑移面上，可隨主位錯線一道運動幾乎不產(chǎn)生阻力，且在張力作用下易于消失；割階與原位錯線不在同一滑移面上，故除非割階產(chǎn)生攀移，否則割階就不能跟隨主位錯線一道運動，稱為位錯運動的，通常稱此為割階硬化?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！5. 位錯的生成和增殖（1）位錯的密度位錯密度：r=L/V體積中的位錯線的總長度。（1/cm2）（1網(wǎng)學(xué)天地（）所有！5. 位錯的生成和增殖（1）位錯的密度位錯密度：r=L/V體積中的位錯線的總長度。（1/cm2）（1）r=nl/lA=n/A（2）（實際計算：面積A中所見的位錯線數(shù)目）（2）<（1）金屬晶體中的位錯密度：超純金屬單晶體：103/cm2充分退火的金屬多晶體：106~108/cm2劇烈冷變形的金屬：1010~1012/cm2《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！位錯的生成①晶體凝固過程中產(chǎn)生的位錯：凝固過程雜質(zhì)原子不均勻分布→成分不同→晶塊點陣常數(shù)不同→位錯過渡溫度濃度梯度、振動→生長晶體偏轉(zhuǎn)、彎曲→位相差→網(wǎng)學(xué)天地（）所有！位錯的生成①晶體凝固過程中產(chǎn)生的位錯：凝固過程雜質(zhì)原子不均勻分布→成分不同→晶塊點陣常數(shù)不同→位錯過渡溫度濃度梯度、振動→生長晶體偏轉(zhuǎn)、彎曲→位相差→位錯過渡相鄰晶粒碰撞、體積變化、熱應(yīng)力→臺階或變形→產(chǎn)生位錯②快速凝固→過飽和空位→→位錯。③熱應(yīng)力和組織應(yīng)力→界面和微裂紋處應(yīng)力集中→局部滑移→位錯。（3）位錯的增殖位錯滑移到表面→宏觀變形（減少？）事實上：密度增加，可達(dá)4~5個數(shù)量級-位錯，因此，必有增殖！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！①主要增殖機(jī)制：Frank-Read位錯源刃位錯AB的兩端A和B被位錯用結(jié)點釘扎住m,n兩處同屬純螺型位錯，但位錯性質(zhì)恰好相反，兩者相遇時，彼此便會抵消，這使原來整根位錯線斷開成兩部分，外面為封閉的位錯環(huán)，里面為一段連接A和B的位錯線，網(wǎng)學(xué)天地（）所有?、僦饕鲋硻C(jī)制：Frank-Read位錯源刃位錯AB的兩端A和B被位錯用結(jié)點釘扎住m,n兩處同屬純螺型位錯，但位錯性質(zhì)恰好相反，兩者相遇時，彼此便會抵消，這使原來整根位錯線斷開成兩部分，外面為封閉的位錯環(huán)，里面為一段連接A和B的位錯線，直恢復(fù)到原始狀態(tài)。在外力的繼續(xù)作用下，它將重復(fù)上述過程，每重復(fù)一次就產(chǎn)生一個位錯環(huán)，從而造成位錯的增殖，并使晶體產(chǎn)生可觀的滑移量。張力作用下變F-R源動作過程F－R位錯增殖機(jī)制已為實驗所證實：Si，Al-Cu…晶體中觀察到其它增殖機(jī)制：①雙交滑移增殖；②攀移增殖《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！F-R源開動的最小應(yīng)力F-R源開動條件：推動力（外力）>位錯運動點陣摩擦力和物阻力當(dāng)外力作用在兩端不能自由運動的位錯上時，位錯將發(fā)生彎曲。由位錯線張力與外力平衡關(guān)系：kGb2TrkGbb得：rr即，彎曲半徑r與外力τ成反比。當(dāng)位錯彎曲成半圓時，r最小，τ最大。Gb網(wǎng)學(xué)天地（）所有！F-R源開動的最小應(yīng)力F-R源開動條件：推動力（外力）>位錯運動點陣摩擦力和物阻力當(dāng)外力作用在兩端不能自由運動的位錯上時，位錯將發(fā)生彎曲。由位錯線張力與外力平衡關(guān)系：kGb2TrkGbb得：rr即，彎曲半徑r與外力τ成反比。當(dāng)位錯彎曲成半圓時，r最小，τ最大。Gb2rGb若兩固定點間距離為l，則半圓時l2r得：l《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?、陔p交滑移機(jī)制《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?、陔p交滑移機(jī)制《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例：在形變過程中，位錯增殖的機(jī)理是什么？畫圖并簡述形變過程中位錯增殖的機(jī)制。答：刃位錯AB的兩端A和B被位錯用結(jié)點釘扎住m,n兩處同屬純螺型位錯，但位錯性質(zhì)恰好相反，兩者相遇時，彼此便會抵消，這使原來整根位錯線斷開成兩部分，外面為封閉的位錯環(huán)，里面為一段連接A和B的位錯線，到原始狀態(tài)。網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例：在形變過程中，位錯增殖的機(jī)理是什么？畫圖并簡述形變過程中位錯增殖的機(jī)制。答：刃位錯AB的兩端A和B被位錯用結(jié)點釘扎住m,n兩處同屬純螺型位錯，但位錯性質(zhì)恰好相反，兩者相遇時，彼此便會抵消，這使原來整根位錯線斷開成兩部分，外面為封閉的位錯環(huán)，里面為一段連接A和B的位錯線，到原始狀態(tài)。在外力的繼續(xù)作用下，它將重復(fù)上述過程，每重復(fù)一次就產(chǎn)生一個位錯環(huán)，從而造成位錯的增殖，并使晶體產(chǎn)生可觀的滑移量。F－R位錯增殖機(jī)制已為實驗所證實：Si，Al-Cu…晶體中觀察到張力作用下變直恢復(fù)其它增殖機(jī)制：①雙交滑移增殖；②攀移增殖《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！6. 位錯間的交互作用力（1）兩平行螺位錯的交互作用Gb1在距離b1為r處所產(chǎn)生的切應(yīng)力為：2πr在切應(yīng)力作用下，b2受到的力為：bf22πrb2b1b2b1網(wǎng)學(xué)天地（）所有！6. 位錯間的交互作用力（1）兩平行螺位錯的交互作用Gb1在距離b1為r處所產(chǎn)生的切應(yīng)力為：2πr在切應(yīng)力作用下，b2受到的力為：bf22πrb2b1b2b1rrFFFF《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）兩平交互作用x(xy)22Gbb滑移力Fb 12 xyx2網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）兩平交互作用x(xy)22Gbb滑移力Fb 12 xyx2(x2y2)2y(3x2y2)Gbb攀移力b2 12 (x2y2)2根據(jù)以上兩式可推斷出II在不同位置所受到的攀移力和滑移力。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例：如圖是在同一滑移面上三組相互平行的相距為d的直位錯，它們的柏氏矢量bb和位錯線t的方向。問每組的位錯之間是相互吸引還是相互排斥。為什么。網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例：如圖是在同一滑移面上三組相互平行的相距為d的直位錯，它們的柏氏矢量bb和位錯線t的方向。問每組的位錯之間是相互吸引還是相互排斥。為什么?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！解：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！解：《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！總結(jié)：（1）對于螺位錯的，以公式來，柏氏矢量同向的，相互排斥，柏氏矢量反向的，相互吸引。（2）對于刃位錯的，比較復(fù)雜。按照以下的步驟來：異號位錯還是同號位錯；若為(a)圖，否則，用(b)圖。（3）不但要會力的方向，對于力的大小也要會，有可能考到?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！總結(jié)：（1）對于螺位錯的，以公式來，柏氏矢量同向的，相互排斥，柏氏矢量反向的，相互吸引。（2）對于刃位錯的，比較復(fù)雜。按照以下的步驟來：異號位錯還是同號位錯；若為(a)圖，否則，用(b)圖。（3）不但要會力的方向，對于力的大小也要會，有可能考到?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！7.實際晶體中的位錯《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！7.實際晶體中的位錯《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講晶體結(jié)構(gòu)位錯類型柏氏矢量bcc全位錯a111 a1002不全位錯a111,a111,a網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講晶體結(jié)構(gòu)位錯類型柏氏矢量bcc全位錯a111 a1002不全位錯a111,a111,a110,a1123 6 8 3fcc全位錯a1102不全位錯112, 111, 110, 6 3 3hcp全位錯a1120, a1123, c00013 3不全位錯c0001, a2023, a10102 6 3網(wǎng)學(xué)天地（）所有！8. 位錯反應(yīng)位錯的合并與分解幾何條件：反應(yīng)前后柏氏矢量和相等（方向、大?。┠芰織l件：反應(yīng)后能量降低方法：幾何條件方法：求反應(yīng)前后各個位錯柏氏矢量的矢量和wGb2知wb網(wǎng)學(xué)天地（）所有！8. 位錯反應(yīng)位錯的合并與分解幾何條件：反應(yīng)前后柏氏矢量和相等（方向、大?。┠芰織l件：反應(yīng)后能量降低方法：幾何條件方法：求反應(yīng)前后各個位錯柏氏矢量的矢量和wGb2知wb2能量條件由求反應(yīng)前后各位錯|b|2的和《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例：bcca[111與2a[111]相遇時，能否合并為12b3a[010]幾何條件：能量條件：aaa234[111]|b|2(121212)a222網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例：bcca[111與2a[111]相遇時，能否合并為12b3a[010]幾何條件：能量條件：aaa234[111]|b|2(121212)a22214(1111113a b c)( a b 2 2 2 2 2 2| a42220b0a[010]b3a[010]|2a2(021202)a2|b3|b|2|2|b即：123滿足幾何條件和能量條件，反應(yīng)可以發(fā)生（自發(fā)進(jìn)行）。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！a[101]、a[211]、ab3 [112]，問能否fcc中，有幾何條件：b2266能量條件：aa6|ba212b2b3 [211][112]|20212)a2614a2a[303]網(wǎng)學(xué)天地（）所有！a[101]、a[211]、ab3 [112]，問能否fcc中，有幾何條件：b2266能量條件：aa6|ba212b2b3 [211][112]|20212)a2614a2a[303]a[101]|ba2|2(221212)622366a|ba2b12[101]|2|b|2236|b|2|2bbb即：123123滿足幾何條件和能量條件，反應(yīng)可以發(fā)生（自發(fā)進(jìn)行）《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！位錯是不穩(wěn)定缺陷位錯使晶體的內(nèi)能提高，但是熵增十分有限，不穩(wěn)定缺陷。通過估算得出，因應(yīng)變能而引起系統(tǒng)自由能的增加，遠(yuǎn)大于熵增加而引起系統(tǒng)自由能的減小。故位錯與空位不同，它在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！位錯是不穩(wěn)定缺陷位錯使晶體的內(nèi)能提高，但是熵增十分有限，不穩(wěn)定缺陷。通過估算得出，因應(yīng)變能而引起系統(tǒng)自由能的增加，遠(yuǎn)大于熵增加而引起系統(tǒng)自由能的減小。故位錯與空位不同，它在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！四、面缺陷原子偏離理想狀態(tài)的區(qū)域在二維方向上都較大，而在第三維方向上很小的晶體缺陷。包括晶界、相界、外表面、層錯、孿晶面等等。表面與界面的理論是非常重要的基礎(chǔ)理論之一，而且具有廣泛的應(yīng)用價值。氣相（或真空）與凝聚相之間的分界面稱為surface）；網(wǎng)學(xué)天地（）所有！四、面缺陷原子偏離理想狀態(tài)的區(qū)域在二維方向上都較大，而在第三維方向上很小的晶體缺陷。包括晶界、相界、外表面、層錯、孿晶面等等。表面與界面的理論是非常重要的基礎(chǔ)理論之一，而且具有廣泛的應(yīng)用價值。氣相（或真空）與凝聚相之間的分界面稱為surface）；凝聚相與凝聚相之間的分界面稱為inteface）?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！1.晶界從晶體幾何學(xué)的角度來看，兩晶粒交接后，各晶粒原子排列的位向差的角度稱為晶界角。小角度晶界是由一定組態(tài)的位錯所的，按其結(jié)構(gòu)又可分為對稱傾側(cè)晶界，不對稱傾側(cè)晶界和扭轉(zhuǎn)晶界三類。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！1.晶界從晶體幾何學(xué)的角度來看，兩晶粒交接后，各晶粒原子排列的位向差的角度稱為晶界角。小角度晶界是由一定組態(tài)的位錯所的，按其結(jié)構(gòu)又可分為對稱傾側(cè)晶界，不對稱傾側(cè)晶界和扭轉(zhuǎn)晶界三類?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！（1）小角度晶界相鄰兩個晶粒的取向差小于10C時，其界面稱為小角度晶界。①對稱傾側(cè)小角度晶界是由一列垂直分布的同號刃型位錯所組成的。ABCD《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）小角度晶界相鄰兩個晶粒的取向差小于10C時，其界面稱為小角度晶界。①對稱傾側(cè)小角度晶界是由一列垂直分布的同號刃型位錯所組成的。ABCD《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！②非對稱傾側(cè)小角度晶界方式：先將兩個晶體繞x軸各自反向旋轉(zhuǎn)/2，則晶界的兩晶粒的位向差為x軸成角。不對稱傾側(cè)晶界是由兩組柏氏矢量相互垂直的的刃型位錯所組成的?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?、诜菍ΨQ傾側(cè)小角度晶界方式：先將兩個晶體繞x軸各自反向旋轉(zhuǎn)/2，則晶界的兩晶粒的位向差為x軸成角。不對稱傾側(cè)晶界是由兩組柏氏矢量相互垂直的的刃型位錯所組成的?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?、叟まD(zhuǎn)小角度晶界二晶粒以界面為共同晶面，但旋轉(zhuǎn)過一個小角度。扭轉(zhuǎn)界面是由相互垂直的兩排螺型位錯線的網(wǎng)格組成的，相鄰螺位鍺線間的距離D也與角成反比，即D=b/。《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?、叟まD(zhuǎn)小角度晶界二晶粒以界面為共同晶面，但旋轉(zhuǎn)過一個小角度。扭轉(zhuǎn)界面是由相互垂直的兩排螺型位錯線的網(wǎng)格組成的，相鄰螺位鍺線間的距離D也與角成反比，即D=b/?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！相當(dāng)于在四個角上都施加了一個切應(yīng)力，導(dǎo)致晶體整體旋轉(zhuǎn)一個角度《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！相當(dāng)于在四個角上都施加了一個切應(yīng)力，導(dǎo)致晶體整體旋轉(zhuǎn)一個角度《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）大角度晶界大角度晶界的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，原子排列很不規(guī)則，由不規(guī)則的臺階組成的。晶界可看成壞區(qū)與好區(qū)交替相間組合而成。圖大角度晶界模型《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有?。?）大角度晶界大角度晶界的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，原子排列很不規(guī)則，由不規(guī)則的臺階組成的。晶界可看成壞區(qū)與好區(qū)交替相間組合而成。圖大角度晶界模型《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考點精講網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：什么叫晶界？簡述小角度晶界和大角度晶界的晶體結(jié)構(gòu)特點。答：各晶粒之間，由于相對取向不同，而出現(xiàn)的接觸界面。取向差大于10°的晶界稱為大角晶界。大角度晶界的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，原子排列很不規(guī)則，由不規(guī)則的臺階組成的。晶界可看成壞區(qū)與好區(qū)交替相間組合而成。取向差小于10°的晶界稱為小角晶界。小角度晶界是由一定組態(tài)的位錯所的，按其結(jié)構(gòu)又可分為對稱傾側(cè)晶界，不對稱傾側(cè)晶界和扭轉(zhuǎn)晶界三類。例2：（名詞解釋）晶界和界面能。答：各晶粒之間，由于相對取向不同，而出現(xiàn)的接觸界面。面積上的超額能量網(wǎng)學(xué)天地（）所有！例1：什么叫晶界？簡述小角度晶界和大角度晶界的晶體結(jié)構(gòu)特點。答：各晶粒之間，由于相對取向不同，而出現(xiàn)的接觸界面