材基A第二章-晶体缺陷作业

材料科学基础A
第二章晶体缺陷习题
一、名词解释。

（每个2分）
能量起伏位错位错线螺位错刃位错混合位错伯氏矢量伯氏回路位错的易动性
可滑移面易滑移面滑移攀移晶界相界大角度晶界小角度晶界亚晶界孪晶界
共格界面非共格界面界面能内吸附反内吸附
二、判断题。

（每小题1分）
1、点缺陷是一种热力学平衡的晶体缺陷，随温度的上升空位的浓度增大，故此空位在热力学上是不稳定的。

（）
2、晶体中随着空位浓度的提高，一般晶体的电阻率升高导电性变差。

（）
3、柏氏回路的起点任意，故此伯氏回路可以从位错线处开始，其形状和大小任意。

（）
4、一根不分叉的位错无论形状如何变化它只有一个恒定不变的柏氏矢量。

（）
5、位错线不能中止于晶体内部，只能中止于晶界、晶体表面或在晶内形成位错环、位错网络或发生位错反应。

6、螺位错在正应力的作用下可进行攀移，在切应力作用下可进行滑移。

（）
7、在滑移面上因为密排晶向间的间距大则P-N力也大，故此晶体中沿密排方向的位错线最稳定。

（）
8、基于界面能降低的原理，晶界的平直化和晶粒的长大都是自发过程。

（）
9、一般的大角度晶界的界面能高于小角度晶界的界面能，而共格界面的界面能高于非共格界面的界面能。

（）。

10、晶界处点阵畸变较大，因此晶界具有较高的界面能导致晶面易于被腐蚀。

（）
三、填空题。

（每空1分）
1、晶体中的缺陷按照几何特征可分为：、和三种。

2、空位的基本类型包括空位和空位，其中空位的附近往往存在间隙原子。

3、空位形成能（U v）指的是：，一般的U v越大，空位浓度越。

4、位错是一种线缺陷，按照其几何结构特征可分为型、型和型。

5、伯氏矢量代表了位错线周围点阵畸变量的总和，反映了畸变量的和，
而的值越大，位错线周围点阵畸变越严重。

6、刃型位错在的作用下在滑移面上并沿滑移方向进行滑移运动；在垂直于半原子面的作用下发生正攀移运动，即半原子面的。

在垂直于半原子面的作用下发生负攀移运动，即半原子面的。

7、刃型位错滑移运动扫出晶体后，在晶体表面方向产生大小为的滑移台阶，
使晶体发生变形。

8、位错滑移时，滑移面上下两层原子发生位移和错配将导致晶体能量的变化，位错会受到一种阻力，称为力，由于密排面的面间距d最大，该力在密排面上最，因此晶体中的密排面一般为位错的易滑移面。

9、小角度晶界中，晶界的微观结构为垂直排列的“位错墙”，而晶界的微观结构为螺型位错交叉网络。

10、当三晶粒相交于一点趋于稳定时晶界之间的角度接近，说明晶粒在平衡条件下的三维形状为。

四、选择题。

（每小题2分）
1、下列点缺陷属于弗兰克空位的是（）。

A． B. C.
2、下列关于空位对晶体性能的影响，不正确的是（）。

A．空位的浓度越大，晶体的导电性越差；
B．空位的含量越大，材料的强度越高；
C．空位的含量越大，材料的密度越高；
D．空位的浓度越大，晶体的导电性越好。

3、FCC结构中的（111）晶面上存在一个位错，已知切应力的方向为[1̅10]，位错线的方向为[110]，位错线滑移运动的方向为（）。

A. [1̅10]
B. [110]
C. [112̅]
4、上题中的位错性质为（）。

A. 刃型
B. 螺型
C. 混合型
5、在α－Fe的单晶体中，位错可以在下列（）晶面上进行滑移。

A. {111}
B. {110}
C. {112}
6、对于正刃型位错，下列关于攀移的说法不正确的是（）。

A. 空位运动到位错线上半原子面所在一侧，将发生正攀移，
B. 间隙原子运动到位错线上半原子面所在一侧，将发生负攀移，
C. 正攀移使晶体的体积膨胀，
D. 负攀移使晶体的体积膨胀。

7、刃型位错的点阵畸变对称于（）。

A. 滑移面
B. 半原子面
C.位错线
D. 柏氏矢量
8、下列选项中，单位面积上界面能最小的界面是（）。

A. 大角度晶界
B. 小角度晶界
C. 对称倾侧晶界
9、FCC晶体中，（111）面上有一个柏氏矢量为[1̅10]的位错环（圆形），则在方向为[112̅]的切应力作用下，其运动方向为（）。

A. (111)面上垂直于[1̅10]
B. (111)面上平行于[1̅10]
C. （111）面上垂直于位错线
D. （111）面上平行于位错线
10、BCC晶体中，（110）面上有一个半圆形的位错线，该位错不可能是（）型位错。

A. 刃型
B. 螺型
C. 混合型
五、简答题。

（每小题6分）
1、指出螺位错和刃位错在结构上有何区别？
2、什么是伯氏矢量的守恒性？
3、AB线为一混合型位错，其位错线方向和柏氏矢量方向如图所示。

（1）试画出P点处的刃型位错和螺型位错分量。

（2）并说明是正刃还是负刃型位错及半原子面的位置？
（3）说明是左螺型还是右螺型位错。

4、下图为一个位错环，请确定其各部分的位错性质。

5、下图晶格中存在一个位错，请在左图中标出该位错并说明该位错的性质；利用伯氏回路确定该位错的伯氏矢量，要求在右图画出伯氏矢量的大小和方向。

D
A C
b
B
b
A
B
P
6、下图中AB为一个位错的伯氏矢量，假设该晶体为Al，请回答：（1）请写出柏氏矢量的表
达式；（2）若该位错为刃型位错，画出其位错线的方向（标出指数）及滑移面；（3）若该位
错为螺型位错，写出可能的滑移方向。

Z B
A
X
7、写出b＝[001̅]，位错线运动方向为[110]位错的可滑移面，并指出是何种类型的位错？
8、在fcc结构的（111）晶面上有一个位错环，其柏氏矢量b垂直于（111），试问该位错环
在切应力的作用下的运动特征？为什么？。

（首先确定可滑移面和易滑移面）
(111)
六、思考题
1、为什么说空位是一种热力学稳定的缺陷？
2、证明：一根不分叉的位错（位错环）只有一个恒定不变的柏氏矢量。