線缺陷面缺陷

線缺陷面缺陷第1頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日τm=104~105MPa實際金屬單晶：切變強度值間的巨大差異，使人們認識到:一般金屬理論切變強度：

1~10MPa晶體的滑移也并非剛性同步實際晶體結構并非理想完整第2頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日τττ1934年

Taylor、Polanyi、Orowan三人幾乎同時提出晶體中位錯的模型。第3頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日2.相比于剛性滑移，小距離的彈性偏移

容易實現(xiàn)。實測臨界切應力低的原因？位錯附近的原子因錯排而能量較高，容易運動；第4頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日透射電鏡下觀察到的位錯線1956年，晶體錯位被實驗觀察所證實，

位錯理論得到廣泛接受。第5頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日3.3.2位錯的類型及性質(zhì)根據(jù)原子的滑移方向和位錯線取向的幾何特征，位錯可分為：刃位錯螺位錯混合位錯一、位錯的類型第6頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日刃型位錯（edgedislocation）滑移面：ABCD半原子面：EFGH位錯線：EF第7頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日EF線猶如砍入晶體的一把刀的刀刃EF,晶體已滑移部分和未滑移部分的交線位錯線:刃位錯:第8頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日（1）正刃型位錯:分類：半原子面在滑移面上方.用“┴”表示第9頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日半個原子面在滑移面下方.（2）負刃型位錯:用“┬”表示。第10頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日2.螺型位錯ABCDBC線以右為已滑移區(qū)，以左為未滑移區(qū)。第11頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日螺形位錯示意圖BC線兩側的上下兩層原子都偏離了平衡位置，圍繞著BC連成了一個螺旋線.第12頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日分類：拇指:螺旋面前進方向其余:螺旋面旋轉(zhuǎn)方向左旋:右旋:被BC線所貫穿的平行晶面變成以BC線為軸的螺旋面。右手法則左手法則第13頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日二、位錯的性質(zhì)2.位錯不能中斷于晶體內(nèi)部。位錯及畸變區(qū)是一條半徑為3～4個原子間距的管道；在表面露頭；終止于晶界和相界；與其他位錯相交；自行封閉成環(huán)。1.形狀：不一定是直線第14頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日3.3.3位錯的表征--柏氏矢量1.柏氏矢量的物理意義柏氏矢量，b，反映由位錯引起的點陣畸變大小的物理量。（b越大，位錯周圍的點陣畸變越嚴重）第15頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日2.柏氏矢量的確定方法按右手法則做柏氏回路。（1）先確定位錯的方向，（一般規(guī)定位錯線垂直紙面時，由紙面向外為正）第16頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日MNOPQ（2）在實際晶體中，避開位錯附近的嚴重畸變區(qū)作一閉合回路，回路每一步連結相鄰原子。刃型位錯柏氏矢量的確定(a)有位錯的晶體第17頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日MNOPQMNOPQ刃型位錯柏氏矢量的確定(a)有位錯的晶體(b)完整晶體（3）按同樣方法在完整晶體中做回路。第18頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日MNOPQMNOPQ刃型位錯柏氏矢量的確定(a)有位錯的晶體(b)完整晶體（4）這時終點

和起點不重合，由終點到起點

引一矢量QM，即柏氏矢量b。柏氏矢量第19頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日螺型位錯柏氏矢量的確定(a)有位錯的晶體(b)完整晶體柏氏矢量第20頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日螺型位錯3.柏氏矢量b的特征

b與起點的選擇無關;與路徑也無關。(一根不可分叉的任何形狀的位錯只有一個b)

b具有守恒性。利用b與位錯線t的關系,可判定位錯類型。b∥tb⊥t刃型位錯第21頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日3.3.4位錯的運動一、位錯的易動性位錯為什么易動？毛毛蟲爬行第22頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日二、位錯運動的方式1.滑移：位錯沿滑移面的移動。位錯運動到晶體表面時，整個上半部晶體相對下半部刃型位錯的滑移移動了一個柏氏矢量。第23頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日2.晶體滑移方向與位錯運動方向一致。特征：刃型位錯的滑移1.刃型位錯滑移面唯一；（螺位錯可有多個滑移面）第24頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日一.位錯運動與晶體結構的關系？位錯沿原子密排面及密排方向的運動最容易。原子排列最緊密地平面被認為是滑移面，最密排方向被認為是滑移方向。第25頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日第26頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日2.攀移：刃型位錯在垂直于滑移面方向上的運動。分類：正攀移——原子面上移，空位加入空位運動引起的攀移（正攀移）第27頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日間隙原子運動引起的攀移（負）負攀移——原子面下移，原子加入第28頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日多余半原子面通過空位（原子）擴散而縮短(或伸長)。2.所需能量不同，位錯攀移的實質(zhì)：滑移與攀移的區(qū)別：3.螺型位錯沒有攀移運動。1.運動方向不同；（平行/垂直于滑移面）攀移需要更大的能量；？第29頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日3.4面缺陷特定表面上晶體的平移對稱性終止或間斷。

材料的表面

晶界相界第30頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日3.4.1晶體的表面表面原子的另一側無固體中原子的鍵合，配位數(shù)少,有空懸的化學鍵。表面懸空鍵：石墨烯片層示意圖第31頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日體相原子表面原子懸空鍵懸空鍵的存在，導致表面原子偏離正常位置，并影響鄰近的幾層原子，造成點陣畸變，使其能量高于晶體內(nèi)部。表面懸空鍵對晶體的影響：第32頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日晶體表面單位面積能量的增加。（比）表面能：表面能具有各向異性嗎？原因？體相原子表面原子懸空鍵第33頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日表面具有易吸附性體相原子表面原子懸空鍵納米材料催化…

團聚?第34頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日3.4.2晶界晶體結構相同空間取向不同晶界兩側晶粒關系:第35頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日一.晶界的結構根據(jù)相鄰晶粒的位向差，分為小角度晶界大角度晶界共格界面(特殊)第36頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日小角度晶界基本上由一系列刃位錯組成。1.小角度晶界θ

小角度晶界示意圖相鄰晶粒位向差θ很小，一般小于10

。結構：晶界中位錯排列越密，則位向差愈大。

特點：第37頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日相鄰晶粒位向差較大，一般大于10。2.大角度晶界大角度晶界示意圖不能用位錯模型，關于大角度晶界的結構說法不一。結構及特點：晶界可視為2—3(5)個原子的過渡層。第38頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日晶界部分的原子排列盡管有其規(guī)律，但排列復雜，暫以相對無序來理解。第39頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日共格界面

有輕微錯配的共格界面MgO中(310)攣生面形成的取向差為36.8°的共格晶界共格孿晶界與非共格孿晶界界面上兩側晶體的某晶面具有相同的原子排列，例如同一族的不同晶面。第40頁，共43頁，2023年，2月20日，星期日晶界上的原子同時位于