材料专题实验实验一 位错蚀坑的观察

在材料科学中，指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列（晶体学缺陷）。从几何角度看，位错属于一种线缺陷，可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线，其存在对材料的物理性能，尤其是力学性能，具有极大的影响

目前，在研究位错的密度、分布和组态以及它们的运动和交互作用过程中，常常应用光学、电子和场离子显微镜及X射线技术对位错进行观察。主要方法有以下几种：

1.浸蚀法——利用蚀坑显示晶体表面的位错露头。

2.缀饰法——在对光透明的整块试样中，通过在位错上用沉淀体质点缀饰来显它们的位置及存在情况。

3.投射电子显微分析——在很高放大倍数下，观察研究薄膜（厚度为0.1～

4.0μm）试样中的位错。

4.X射线衍射显微分析——用X光束的局部衍射来研究的密度位错。

5.场离子显微分析——以极高的放大倍数显示金属表面的原子排列情况。

) 和螺型 ( b ) 位错蚀坑 1000 ×

位错蚀坑的形状与晶体表面的晶面有关。譬如，对于立方晶系的晶体，位错

蚀坑在各晶面上的形状和取向如图 6-1 所示。观察面为｛ 111 ｝晶面，位错蚀坑呈正三角形漏斗状；在｛ 110 ｝晶面上的位错蚀坑呈矩形漏斗状；在｛ 100 ｝

晶面上的位借蚀坑则是正方形漏斗状。因此，按位错蚀坑在晶体表面上的几何形

状，可以反推出观察面是何晶面，并且按蚀坑在晶体表面上的几何形状对称程度，

还可判断位错线与观察面（晶面）之间的夹角，通常为 10~90 °；自然，若位

错线平行观察面便无住错蚀坑形成了。位借蚀坑的侧面形貌与位错类型有关。蚀

坑侧面光滑平整时是刃型位错，如图 6-2 （ a ）所 , 坑侧面出现螺旋线时，

是螺型位错，如图 6 － 2 （ b ）所示。

根据位错蚀坑的分布特征，能够识别晶体中存在的小角度晶界和位借塞积

群。当晶体中存在小角度晶界时，蚀坑将垂直于滑移方向排列成行，如囹 6 － 3

（

a ）所示；而当出现位错塞积群时，蚀坑便沿滑移方向排列成列，并且它们

在滑移方向上的距离逐渐

单位体积晶体中所含位错线的总

长度称位借密度有两种表示方法

若一个晶面在晶体内部突然终止于某一条线处，则称这种不规则排列为一个刃位错。

刃型位错有一个额外的半原子面。一般把多出的半原子面在滑移面上边的称为正刃型位错，记为“⊥”，而把多出在下边的称为负刃型位错，记为“T”；

)螺型位错没有额外半原子面，原子错排是呈轴对称

在通常的晶体中都存在大量的位错，而这些位错的量就用位错密度来表示。

位错密度定义为单位体积晶体中所含的位错线的总长度。位错密度的另一个定义是：穿过单位截面积的位错线数目，单位也是1/平方厘米