材料科學基礎-位錯的增殖

§3-6位錯的增殖、塞積與交割晶體通過位錯的滑移產生塑性變形，但塑性變形以后，位錯的數(shù)量不但沒有減少，反而增加了。這些都與位錯的增殖、塞積、交割有關。一.位錯的增殖弗蘭克（Frank,F.C.）-瑞德（Read,W.T.）增殖機制Si單晶中的F-R源，位錯線以Cu沉淀綴飾后，以紅外顯微鏡觀察。甲苯胺中的位錯雙交滑移增殖機制雙交滑移→F-R源二.位錯的塞積位錯滑移時，遇到障礙物（晶界、第二相等）就會形成塞積群。此時，外加切應力與位錯之間的排斥力達到平衡。螺位錯：k=1刃位錯：k=1-ν障礙物受力：不銹鋼中晶界前塞積的位錯螺型位錯和螺型位錯交割產生割階。§3-7實際晶體中的位錯

在簡單立方結構中的位錯，其b總是等于點陣矢量。實際晶體中根據柏氏矢量的不同，可把位錯分為以下幾種形式；（1）b等于單位點陣矢量的稱為“單位位錯”。（2）b等于單位點陣矢量的整數(shù)倍的為“全位錯”。（3）b不等于單位點陣矢量或其整數(shù)倍的為“不全位錯”或稱“部分位錯”。一.全位錯和不全位錯以面心立方晶體為例：面是ABCABCABC堆垛。AC晶面上C層相對于A層沿晶向滑移，晶體結構不變，但在已滑移區(qū)和未滑移區(qū)之間形成全位錯。不全位錯：層錯的邊界就是不全位錯。肖克萊（Shockley）不全位錯：如圖，為fcc晶體的（）面，使C層以上原子相對于B層作滑移，使C→A→B→A→B，此時滑移是局部的，即滑移中止在晶體內部，這樣就在局部地區(qū)形成層錯。其與完整晶體的交界區(qū)域即為Shockley不全位錯。弗蘭克（Frank）不全位錯：在fcc晶體中插入或抽走一層()面，就會形成堆垛層錯。若插入或抽走的只是一部分，層錯與完整晶體邊界即所謂“Frank位錯”。插入型弗蘭克不全位錯叫正弗蘭克不全位錯，抽出型叫負弗蘭克不全位錯。

典型金屬晶體中的全位錯和不全位錯晶體結構位錯類型柏氏矢量體心立方全位錯不全位錯面心立方全位錯不全位錯密排六方全位錯不全位錯二.位錯反應位錯除相互作用外，還可能發(fā)生分解或合成，即位錯反應。位錯反應有兩個條件。1）幾何條件：反應前各位錯柏氏矢量之和應等于反應后各之和。即：Σb前=Σb后2）能量條件：反應過程是能量降低的過程?！逧∝b2∴Σb2前≥Σb2后1953年湯普森（N.Thompson）引入參考四面體和一套標記來描述fcc金屬中位錯反應，將四面體以ΔABC為底展開，各個線段的點陣矢量，即為湯普森記號，它把fcc金屬中重要滑移面、滑移方向、柏氏矢量簡單而清晰地表示出來。湯普森（N.Thompson）四面體一個位錯分解成兩個或多個具有不同柏氏矢量的位錯，如fcc：一個全位錯分解成兩個肖克萊不全位錯。兩個或多個具有不同柏氏矢量的不全位錯合并成一個全位錯，如fcc：一個肖克萊和一個弗蘭克不全位錯合并成一個全位錯。兩個全位錯合并成一個另一類型的全位錯。兩個位錯合并成另外兩個位錯，如bcc。三.擴展位錯兩個不完全位錯夾住一片層錯的組態(tài)稱為擴展位錯。面心立方晶體的滑移如：三.其他晶體中的位錯+----+++++----+++++------++++---++++----++++---