第一章 缺陷

4）扩展位错网络的形成
面上一组位错群；
与面交线上有螺
C
位错，它们分别在各
B
自滑移面上扩展。
C D
C D
C C B B
C
B
B
C D
C D
C D
C D
( )
C
B
B
( )
C D
扩展位错宽度的估算：
曲率半径为R的弯曲位错产生一指向曲 率中心的力F＝T／R。 同时受到反方向层错能作用 ，平衡时：
＝T／R＝b2/R, 0.5
三. 单位位错间的合成反应
在不同滑移面上移动的两个单位位错相遇
Ａ
发生位错反应，所形成的新位错可能是可
动位错，也可能是不动位错。
例如：面上
BC矢量，面上
CD
矢量发生合成反应。
Ｃ
Ｄ
Ｂ
或者： 面上 AC 矢量，面上 CD
矢量发生合成反应。
四. 单位位错的分解反应 1）FCC点阵中的堆垛层错与不全位错
面角位错（L-C位错锁）的形成：
AB
一种方式
AB
( )
B
A
( ) B
A
( ) B A
( ) B
A
B A B A 0
B B
A A
另一种方式
A
C
C
D
C ＋ C
面角位错是一种不动位错
组态，对材料的加工硬化
有重要贡献。
A
D
3）空位凝聚形成的位错结构
A
在层错能低的材料中层错四面体的形成
b1 b2 b2 2d 4d
由此得：R6d
R
C D
§ 1.2 BCC晶体中的位错
一 .单位位错
1 b [111]
2
二 .层错
[112] 7a
1）通过在｛112｝面上做
1/6[111]矢量滑移产生。
2）通过在｛110｝面上做 1/8[110]和1/4[112]矢量 Z
滑移产生。
Y
X
6f
(110)
B
(112)
D
[111]
b OCB
1 [111]
6
1
[111]
1
[112]
1
[111]
2
3
6
A
b
1
[111]
2
(121) C’
O B
C
[111]
1
b CB
bOC'C
[111] 6
O ''
O'
C ''
C'
d
O
C
b3
(112) D
1
[112]
1
[101]
1
[121]
3
2
6
§ 1.3 超点阵中的位错
单位位错：［110］ 不全位错：1/2[110]
z [001]
A
B
C B
A x [100]
Ay
[010]
B
APB
SF+APB
SF+APB
X
Y
Z
1 [110]
2
极轴位错概念：
OA和OB为极轴位错，OC为扫动位错。
b1 b2 b3 0
B
n
n b3 0 n b2 d （螺位错螺距）
n b1 n b2 0
b2 （）
有一螺位错垂直于面，其柏氏
b1
O
b3
C
矢量即为d值, 平行的面为其螺
旋面。
A
(121)
b
1
[111]
A2
O
1
bOB [112] 3
C
5e
4d 3c
2b 1a
(112)面堆垛序
［112］
a
f
1 [111]
6
e abcdefabcdefab
e f a bc d e f
defabcd
d
c de f a b
bc d e f
c
abcd
层错和孪晶的形成 b
a
在
(11
0面) 上的投影图
A
1 b2 [112]
4
b
1[111]
2
B
b1
1[110]
A
A
D
BAຫໍສະໝຸດ AAAD
B
C
C Frank位错环
D
C
四个面均为层错，
B 六个棱均为压杆
位错的四面体。
粗略估算一下形成层错四面体的临界尺寸： 根据： 反应前的能量之和 > 反应后的能量之和 即： 层错能＋Frank位错能量 > 层错能＋压杆位错能量
计算得：l=40nm, 实际观察到这种缺陷的最大尺寸约 50nm，因此可认为层错四面体的形成理论是正确的。
6 2 (1 )d
6
6
b2 (2 )
(1
2
cos 2) 0
8d (1 ) 2
当 F
扩展位错宽度：
d
b2 (2 ) 8 (1 )
(1
2 2
cos
2 )
扩展位错的运动： 扩展位错可以在层错面上（也是滑移面）滑移，螺型位错 形成的扩展位错还可以进行交滑移。
束集
交滑移
二次扩展
扩展位错的交滑移需要克 服一定的激活能才能完成。
z [001] A
C B
A B
x [100]
B
Ay
[010]
A
b
1
[112]
6
A
A
1 1 1
[101] [112] [211]
2
6
6
层错的形成方式： 通过原子面滑移方式，并产生Shockley位错； 通过抽出一层原子面方式，并产生负Frank位错； 通过插入一层原子面方式，并产生正Frank位错。
a)在{112}面上扩展
1
1 1 1
[111] [111] [111] [111]
2
6
6
6
1 [111]
6
1 [111]
2
（不可以整体滑移）
1 [111]
2
1 [111]
6
1 [111]
6
缺少中心不全 位错，不稳定
1 [111]
6
1 [111]
6
1 [111]
6
b)在{110}面上分解
1 [111] 1 [111] 1 [110] 1 [101] 1 [011]
2
4
8
8
8
（不可以整体滑移）
在应力作用下可转化成：
1 [111] 1 [101] 1 [011] 1 [334]
4
8
8
8
1 [334] 1 [110] 1 [112]
8
8
4
（可以整体滑移）
1 [101] 8 1 [110] 8
1 [111]
4
1 [011] 8
四. BCC晶体中孪晶的位错形成机制
不全位错的性质： Shockley位错：可以并只能在层错面上滑移；位错线 可以是刃型、螺型和混合型的。 Frank位错：是纯刃型位错，只能在层错面上做攀移运 动。
2）扩展位错
扩展位错宽度的计算：
位错线
b1
b3
b2
F
b b 23
cos(
) cos(
)
b b 23
sin( )sin( )
2d
6
8
BCC晶体(11 0面) 堆垛序和层错的形成
三. 扩展位错
1）共面分解的扩展位错 a) 在{112}面上分解
1 [111] 1 [111] 1 [111]
2
6
3
可以整体滑移
b)在{110}面上分解
1 [111] 1 [110] 1 [112] 1 [110] 可以整体滑移
2
8
4
8
2）不共面分解的扩展位错
第一章 实际晶体中的位错
§ 1.1 FCC晶体中的位错和位错反应
一. 单位位错
1 b [110]
2
FCC晶体中纯刃型 位错含有两个多余 的半原子面，当它 们分开一定距离时 即形成扩展位错。
z
(0 2 2)
(011)
(111)
(0 2 2)
y
1
x
b [011] 2
二. 汤普森四面体及其符号
z [001] B
A
y
D
[010]
C x [100]
Ｄ
Ｂ
Ｄ
Ａ
Ｃ
Ｄ
（1）四个滑移面：，，，；
（2）单位位错： AB AC BC 等；
（3）Frank位错： A
D
B
等；b
1 [111] 3
（4）Shockley位错：
A
D
C
等；
b
1 [112]
（5）压杆位错：
等；
b
1 [110]
6
6
问题：比较这几种位错的能量，那一种位错的能量最低？