§1.1位錯基本概念§1.2彈性力學(xué)基礎(chǔ)知識§1.2.1位錯的應(yīng)力場§1.2.2位錯的彈性能、自由能及線張力§1.2.3位錯受力§1.2.4位錯的攀移力第一頁，共83頁。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、相變影響顯著第二頁，共83頁。泰勒認(rèn)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第三頁，共83頁。1.1.1位錯的基本類型和特征第四頁，共83頁。1.刃型位錯第五頁，共83頁。第六頁，共83頁。演示第七頁，共83頁。2.螺型位錯第八頁，共83頁。J:\晶體缺陷\第1章動畫\螺位錯.wmv演示第九頁，共83頁。第十頁，共83頁。演示第十一頁，共83頁。第十二頁，共83頁。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第十三頁，共83頁。3.混合位錯第十四頁，共83頁。第十五頁，共83頁。第十六頁，共83頁。1.1.2柏氏矢量第十七頁，共83頁。1.柏氏矢量的確定第十八頁，共83頁。第十九頁，共83頁。第二十頁，共83頁。第二十一頁，共83頁。第二十二頁，共83頁。第二十三頁，共83頁。2.柏氏矢量的物理意義第二十四頁，共83頁。第二十五頁，共83頁。3.柏氏矢量的特性第二十六頁，共83頁。第二十七頁，共83頁。4.柏氏矢量的表示方法★b=a/n<uvw>，n為正整數(shù)；★若b1=a/n[u1v1w1]，b2=a/n[u2v2w2]b=b1+b2=a/n[u1v1w1]+a/n[u2v2w2]=a/n[u1+u2v1

+v2w1

+w2]★︱b︱=(u2+v2+w2)1/2第二十八頁，共83頁。1.1.3位錯的運動

1.刃位錯的滑移和攀移第二十九頁，共83頁。第三十頁，共83頁。第三十一頁，共83頁。刃位錯的攀移第三十二頁，共83頁。第三十三頁，共83頁。第三十四頁，共83頁。2.螺位錯的滑移第三十五頁，共83頁。第三十六頁，共83頁。3.混合位錯的滑移第三十七頁，共83頁。第三十八頁，共83頁。4.位錯環(huán)的運動第三十九頁，共83頁。第四十頁，共83頁。1.2位錯的彈性性質(zhì)

1.2.1位錯的應(yīng)力場正應(yīng)力：σxx，σyy，σzz切應(yīng)力：τxy=τyx；τxz=τzx；τyz=τzy第四十一頁，共83頁。a.螺位錯應(yīng)力場第四十二頁，共83頁。第四十三頁，共83頁。第四十四頁，共83頁。第四十五頁，共83頁。★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(yán)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。第四十六頁，共83頁。b.刃位錯應(yīng)力場第四十七頁，共83頁。第四十八頁，共83頁。第四十九頁，共83頁。第五十頁，共83頁。第五十一頁，共83頁。第五十二頁，共83頁。第五十三頁，共83頁。第五十四頁，共83頁?！镎龖?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★y>0,滑移面以上，σ

xx<0是壓應(yīng)力★y<0,滑移面以下，σxx>0是拉應(yīng)力★y=0,無正應(yīng)力，切應(yīng)力最大★任一點|σxx|>|σyy|★以上關(guān)系不適用于刃位錯中心區(qū)第五十五頁，共83頁。1.2.2.位錯的應(yīng)變能第五十六頁，共83頁。第五十七頁，共83頁。第五十八頁，共83頁。We/Ws==一般金屬材料的υ≈1/3，所以We/Ws≈1.5第五十九頁，共83頁。K≈1~0.75第六十頁，共83頁。第六十一頁，共83頁。1.2.3.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。第六十二頁，共83頁。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單位長度位錯的應(yīng)變能

第六十三頁，共83頁。第六十四頁，共83頁。4.作用在位錯上的力第六十五頁，共83頁。第六十六頁，共83頁。攀移作用力第六十七頁，共83頁。xxxxxx第六十八頁，共83頁。5.位錯間的交互作用力第六十九頁，共83頁。a.兩平行螺位錯第七十頁，共83頁。第七十一頁，共83頁。第七十二頁，共83頁。第七十三頁，共83頁。b.兩平行刃位錯第七十四頁，共83頁。第七十五頁，共83頁。第七十六頁，共83頁。第七十七頁，共83頁。第七十八頁，共83頁。第七十九頁，共83頁。第八十頁，共83頁。第八十一頁，共83