1、第4章 典型結(jié)構(gòu)金屬中的位錯(cuò)第1頁/共116頁第2頁/共116頁 位錯(cuò)能量正比于b2 = 實(shí)際晶體中存在的柏氏矢量限于少數(shù)最短的平移矢量 ( 最近鄰的原子間距 ) ，具有這種柏氏矢量的位錯(cuò)稱為 單位位錯(cuò) 單位位錯(cuò)：面心立方 /2 ，體心立方 /2 ，密排六方 /3 ，平行于晶體的最密排方 向，該位錯(cuò)掃過之后滑移面上下原子排列整齊，故又稱全位錯(cuò)或完整位錯(cuò) 第3頁/共116頁第4頁/共116頁第5頁/共116頁第6頁/共116頁第7頁/共116頁第8頁/共116頁第9頁/共116頁第10頁/共116頁 原子的堆垛方式 面心立方與密排六方的配位數(shù)、致密度相同 ，就引發(fā)出不同結(jié)構(gòu)晶體中原子排列的問題。

2、第11頁/共116頁 第12頁/共116頁第13頁/共116頁第14頁/共116頁第15頁/共116頁第16頁/共116頁第17頁/共116頁第18頁/共116頁第19頁/共116頁第20頁/共116頁第21頁/共116頁87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321fcc： ABCABCAB. hcp：ABABABAB. 從第1層到第8層的原子排列111110紙面為112111第22頁/共116頁第23頁/共116頁第24頁/共116頁第25頁/共116頁第26頁/共116頁87654321A B

3、C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321抽去第4層的A位置原子，原第5層B以上的原子逐層落下來，排列成為了ABCBCABC，出現(xiàn)了內(nèi)稟層錯(cuò)，即在fcc結(jié)構(gòu)中形成了BCBC的hcp結(jié)構(gòu)，及BCB與CBC孿晶。11131抽出第27頁/共116頁第28頁/共116頁第29頁/共116頁87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321在第4與第5層之間插入一層的C位置原子，第5層以上原子逐層上一個(gè)原子間距，排列成為了ABCACBCABC

4、，出現(xiàn)了外延層錯(cuò)，即在fcc結(jié)構(gòu)中形成了CAC和CBC的hcp結(jié)構(gòu)，及孿晶。11131插入第30頁/共116頁第31頁/共116頁87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321在切應(yīng)力作用下，第4層原子由A位置滑移到B位置，其上各層原子依次滑移，排列成為了ABCBCABC，出現(xiàn)了內(nèi)稟層錯(cuò)，即在fcc結(jié)構(gòu)中形成了BCBC的hcp結(jié)構(gòu)，及BCB與CBC孿晶。與抽出型層錯(cuò)相同。11261滑移第32頁/共116頁第33頁/共116頁第34頁/共116頁第35頁/共116頁第36頁/共116頁第37頁/共116

5、頁不全位錯(cuò) 部分位錯(cuò) 柏氏矢量小于最短的平移矢量 不全位錯(cuò) 柏氏矢量不等于最短的平移矢量的整數(shù)倍，層錯(cuò)與正常晶體的交界處 不全位錯(cuò)掃過之后，滑移面上下原子產(chǎn)生錯(cuò)排，形成 層錯(cuò) 堆垛層錯(cuò)正常的堆垛順序被擾亂 層錯(cuò)破壞了晶體的周期性，使能量增加，但層錯(cuò)不產(chǎn)生點(diǎn)陣畸變，層錯(cuò)能比晶界能低得多 第38頁/共116頁第39頁/共116頁第40頁/共116頁第41頁/共116頁第42頁/共116頁第43頁/共116頁第44頁/共116頁第45頁/共116頁第46頁/共116頁第47頁/共116頁第48頁/共116頁見弗蘭克不全位錯(cuò)swf第49頁/共116頁第50頁/共116頁第51頁/共116頁第52頁/共

6、116頁位錯(cuò)反應(yīng)位錯(cuò)之間的相互轉(zhuǎn)化 位錯(cuò)的能量越低越穩(wěn)定 第53頁/共116頁第54頁/共116頁第55頁/共116頁第56頁/共116頁（1）晶胞中選取四個(gè)近鄰原子位置， 、 、 、 ，分別為D、B、A、C點(diǎn)。（2）A、B、C、D相連構(gòu)成正四面體，為Thmpson。（3）BCD面中心、ACD面中心、ABD面中心 、ABC面中心 。（4）四面體面為滑移面，2個(gè)英文字母表示全位錯(cuò)柏氏矢量1/2，如AB等12組；同面英文希臘字母表示Shockley不全位錯(cuò)柏氏矢量1/6，如A等24組；異面英文希臘字母表示Frank不全位錯(cuò)柏氏矢量1/3，如A等8組；2個(gè)希臘字母表示的不全位錯(cuò)柏氏矢量1/6，如等1

7、2組。000210212121002121第57頁/共116頁（5）各個(gè)面的法線指向四面體外，為正向；指向四面體內(nèi)為負(fù)向。2個(gè)負(fù)面之間夾角為銳角，2個(gè)正面之間夾角為鈍角，1個(gè)正面和1個(gè)負(fù)面之間的夾角為銳角。第58頁/共116頁第59頁/共116頁第60頁/共116頁擴(kuò)展位錯(cuò)第61頁/共116頁第62頁/共116頁第63頁/共116頁第64頁/共116頁第65頁/共116頁第66頁/共116頁第67頁/共116頁第68頁/共116頁第69頁/共116頁第70頁/共116頁第71頁/共116頁第72頁/共116頁擴(kuò)展位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)先需要束集第73頁/共116頁第74頁/共116頁第75頁/共116頁第

8、76頁/共116頁擴(kuò)展位錯(cuò)的束集 交滑移 第77頁/共116頁第78頁/共116頁第79頁/共116頁第80頁/共116頁第81頁/共116頁第82頁/共116頁第83頁/共116頁第84頁/共116頁第85頁/共116頁2密排六方晶體中的位錯(cuò)第86頁/共116頁第87頁/共116頁第88頁/共116頁第89頁/共116頁第90頁/共116頁抽去一層+平移第91頁/共116頁滑移第92頁/共116頁87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp： ABABAB. hcp：ABACACAC.抽去第

9、4層B原子，第5層原子下落，再切動(dòng)滑移到C位置，第6層原子下落，切動(dòng)滑移到A位置，產(chǎn)生一個(gè)次近鄰層錯(cuò)BAC00011100紙面為00110001I1型堆垛層錯(cuò)抽出+切動(dòng)第93頁/共116頁87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp： ABABAB. hcp：ABABCACAC.第5層原子由A位置滑移到C位置，第6層以上原子依次滑移一個(gè)原子間距，產(chǎn)生2個(gè)次近鄰層錯(cuò)ABC和BAC00011100紙面為00110001I2型堆垛層錯(cuò)滑移第94頁/共116頁插一層不同位置的原子第95頁/共116頁87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp： ABABAB. hcp：ABABCABABAB.在第5層插入C原子，第6層以上原子逐層上移一個(gè)原子間距，產(chǎn)生3個(gè)次近鄰層錯(cuò)ABC、BCA和CAB.00011100紙面為00110001E型堆垛層錯(cuò)插入第96頁/共116頁第97頁/共116頁第98頁/共116頁第99頁/共116頁3體心立方晶體中的位錯(cuò)第100頁/共116頁第101頁/共116頁第102頁/共116頁第103頁/