晶體缺陷理論-位錯的基本性質(zhì)PPT課件

1、 晶體缺陷理論 第1章 位錯的基本性質(zhì)v1.1 位錯基本概念v1.2 彈性力學(xué)基礎(chǔ)知識v1.2.1 位錯的應(yīng)力場v1.2.2 位錯的彈性能、自由能及線張力v1.2.3 位錯受力v1.2.4 位錯的攀移力 1.1 位錯基本概念 原子發(fā)生錯排時，在某一方向是幾百到上萬個原子間距，另外兩個方向僅有 3-5 個間距 位錯對金屬強度、相變影響顯著 泰勒認為位錯在切應(yīng)力作用下的運動完成晶體塑性形變的滑移過程1.1.1位錯的基本類型和特征1.刃型位錯演示2. 螺型位錯J:晶體缺陷第1章動畫螺位錯.wmv演示演示刃型位錯和螺型位錯的異同點 刃型位錯 螺型位錯類型正、負左、右多余的半排原子面有無位錯線與滑移矢量

2、關(guān)系垂直平行位錯線形狀直線、折線、曲線、環(huán)直線滑移面（由位錯線與滑移矢量決定）位錯線滑移矢量構(gòu)成、唯一位錯線滑移矢量構(gòu)成、有限多位錯線運動方向與滑移矢量關(guān)系（晶體滑移方向）平行垂直應(yīng)力、應(yīng)變性質(zhì)有正應(yīng)力（變）、切應(yīng)力（變）（上半部受壓、下半部受拉）僅有切應(yīng)力（變）位錯線滑移的結(jié)果在滑移面上沿滑移矢量方向產(chǎn)生一個原子間距的臺階3. 混合位錯1.1.2 柏氏矢量1.柏氏矢量的確定2.柏氏矢量的物理意義3.柏氏矢量的特性4.柏氏矢量的表示方法b=a/n，n為正整數(shù)；若b1=a/nu1 v1 w1， b2=a/nu2 v2 w2b=b1+b2=a/nu1 v1 w1+a/nu2 v2 w2 = a/n

3、u1+u2 v1 +v2 w1 + w2 b =(u2 + v2 + w2 )1/21.1.3 位錯的運動1.刃位錯的滑移和攀移刃位錯的攀移2.螺位錯的滑移3.混合位錯的滑移4.位錯環(huán)的運動1.2 位錯的彈性性質(zhì) 1.2.1位錯的應(yīng)力場正應(yīng)力：xx ，yy ， zz切應(yīng)力：xy =yx ； xz=zx ；yz=zya.螺位錯應(yīng)力場G ：切變彈性模量。 除Z方向外，其余方向無位移，應(yīng)力為零；應(yīng)力場只與半徑有關(guān)，是徑向?qū)ΨQ的； r 0 ，應(yīng)力無窮大不適用于位錯中心的嚴重畸變區(qū)。由于螺位錯的正應(yīng)變等于零，所以其體膨脹率等于零，即形成螺位錯時體積不發(fā)生變化。 b.刃位錯應(yīng)力場正應(yīng)力分量與切應(yīng)力分量同時存在，與 Z 無關(guān)，即與刃位錯平行的直線各點應(yīng)力狀態(tài)相同 y0, 滑移面以上， xx0 是壓應(yīng)力 y0 是拉應(yīng)力 y=0, 無正應(yīng)力，切應(yīng)力最大 任一點 |xx | |yy | 以上關(guān)系不適用于刃位錯中心區(qū)1.2.2.位錯的應(yīng)變能We/Ws=一般金屬材料的1/3，所以 We/Ws1.5K10.751.2.3.位錯的線張力 為了降低能量，位錯有盡可能縮短其長度的傾向，這時產(chǎn)生了一種稱為線張力的組態(tài)力。因此，位錯力求變直。線張力是一種組態(tài)的作用力，與位錯線附近的個別原子所受的作用力不同。位錯線有應(yīng)變能=位錯線有縮短趨勢以減少應(yīng)變能=位錯線張力 線張力等于