晶体缺陷——位错运动
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3.柏氏矢量的表示方法 第6次 （1）以其在晶轴上的分量a、b、c表示：
b=xa+yb+zc （2）对立方晶系：a=b=c，因此用方向相同的晶向
指数表示： b=a/n [u v w] 例： b=a[2 3 6] b=a/2 [1 1 1]
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•
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3.2.3 位错的运动 P94 i. 位错可以在晶体中运动 ii. 材料的塑性变形就是通过位错运动实现的
• 如果此线段垂直于滑移面——割阶
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实例1：两个柏氏矢量相互垂直的刃型位错交割
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实例2：两个柏氏矢量相互平行的刃型位错交割
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实例3：两个柏氏矢量相互平行的刃型位错和螺型位错交割
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实例4：两个柏氏矢量相互垂直的两螺型位错交割
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小结： 每根位错线都可能产生扭折或割阶，大小和方向取
决于另一根位错的柏氏矢量，但具有原本的柏氏矢 量 所有的割阶都是刃型位错，扭折可以是螺型位错也 可以是刃型位错 扭折出现在同一滑移面上几乎不产生位错运动阻力； 割阶与原位错线垂直，一般不能随位错线一起移动， “钉扎”，产生运动阻力——割阶硬化
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带割阶位错的运动
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图 3.18 刃型位错的攀移运动模型
a) 未攀移的位错
b) 空位引起的正攀移 c)间隙原子引起的
负攀移
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特点： ① 螺型位错没有半原子面，故不会发生攀移 ② 一般情况下，攀移比滑移需要的能量高，在室温
下不容易发生 ③ 高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照后，晶体
中存在大量点缺陷的情况下，容易发生位错的攀 移（刃型位错）
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3. 位错的交割 • 含义：位错在运动过程中，可能和其它位错交割 • 意义：交割会影响位错进一步的运动，从而会影响
材料的强度等性能
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a.割阶与扭折 • 位错局部滑移、刃型位错攀移、两条位错线交割后，经常
产生一段曲折线段 • 如果曲折线段位于位错的滑移面上——扭折
P97图3.Leabharlann Baidu9
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（4）如果一个b的位错分解为几个位错，柏氏矢量 分别为b1,b2,b3,…,则b=∑bi
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• 有几根位错线相交于一个点，则指向它的位错 ∑b指=离开它的位错∑b离
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• 如果所有位错线均指向或离开某点，则∑bi=0
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（5）位错线不能中止在晶体内部——位错的连续性 （定义） 可形成位错环、或与其它位错相连、或与晶 界相连、或露出晶体表面
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2.柏氏矢量的特性： （1）b的物理意义： • 其方向表示位错的性质和取向，即位错运动导致
晶体滑移的方向 • 模∣b∣表示畸变的程度：位错强度
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（2）b的守恒性： 对一个确定的位错正向，按照右手螺旋法
则获取的b具有唯一性、守恒性，与柏氏回路的起 点和具体路径无关，
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（3）一根不分叉的位错线具有唯一的柏氏矢量：上 各个位置的b均相同；位错在晶体中移动或者改变 方向时，其柏氏矢量不变
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• 交滑移：P95图3.17 螺型位错如果在原来的滑移面上受到阻碍时，可能转
移到另一个与它相交的滑移面上继续滑移 • 双交滑移：发生交滑移后的位错如果再转回到和原滑移面
平行的面上继续滑移
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（3）混合型位错的滑移 图3.15
混合型位错的滑移过程
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2.位错的攀移 P96
• 刃型位错多余半原子面向上或下运动。 • 通过物质的迁移，即原子或空位的扩散来实现。 • 形式：正攀移、负攀移
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iii. 材料的强度与位错运动紧密相关 iv. 意义：可以通过控制位错运动提高材料强度
• 位错运动基本形式： 滑移、攀移
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1.位错的滑移 （1）含义：在外力作用下，沿滑移面运动 （2）刃型位错的滑移
特点：需要的力 小
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• 结果：较小的力使材料发生塑性变形
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（3）螺型位错的滑移
3.柏氏矢量的表示方法 第6次 （1）以其在晶轴上的分量a、b、c表示：
b=xa+yb+zc （2）对立方晶系：a=b=c，因此用方向相同的晶向
指数表示： b=a/n [u v w] 例： b=a[2 3 6] b=a/2 [1 1 1]
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•
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3.2.3 位错的运动 P94 i. 位错可以在晶体中运动 ii. 材料的塑性变形就是通过位错运动实现的
• 如果此线段垂直于滑移面——割阶
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实例1：两个柏氏矢量相互垂直的刃型位错交割
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实例2：两个柏氏矢量相互平行的刃型位错交割
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实例3：两个柏氏矢量相互平行的刃型位错和螺型位错交割
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实例4：两个柏氏矢量相互垂直的两螺型位错交割
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小结： 每根位错线都可能产生扭折或割阶，大小和方向取
决于另一根位错的柏氏矢量，但具有原本的柏氏矢 量 所有的割阶都是刃型位错，扭折可以是螺型位错也 可以是刃型位错 扭折出现在同一滑移面上几乎不产生位错运动阻力； 割阶与原位错线垂直，一般不能随位错线一起移动， “钉扎”，产生运动阻力——割阶硬化
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带割阶位错的运动
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图 3.18 刃型位错的攀移运动模型
a) 未攀移的位错
b) 空位引起的正攀移 c)间隙原子引起的
负攀移
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特点： ① 螺型位错没有半原子面，故不会发生攀移 ② 一般情况下，攀移比滑移需要的能量高，在室温
下不容易发生 ③ 高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照后，晶体
中存在大量点缺陷的情况下，容易发生位错的攀 移（刃型位错）
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3. 位错的交割 • 含义：位错在运动过程中，可能和其它位错交割 • 意义：交割会影响位错进一步的运动，从而会影响
材料的强度等性能
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a.割阶与扭折 • 位错局部滑移、刃型位错攀移、两条位错线交割后，经常
产生一段曲折线段 • 如果曲折线段位于位错的滑移面上——扭折
P97图3.Leabharlann Baidu9
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（4）如果一个b的位错分解为几个位错，柏氏矢量 分别为b1,b2,b3,…,则b=∑bi
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• 有几根位错线相交于一个点，则指向它的位错 ∑b指=离开它的位错∑b离
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• 如果所有位错线均指向或离开某点，则∑bi=0
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（5）位错线不能中止在晶体内部——位错的连续性 （定义） 可形成位错环、或与其它位错相连、或与晶 界相连、或露出晶体表面
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2.柏氏矢量的特性： （1）b的物理意义： • 其方向表示位错的性质和取向，即位错运动导致
晶体滑移的方向 • 模∣b∣表示畸变的程度：位错强度
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（2）b的守恒性： 对一个确定的位错正向，按照右手螺旋法
则获取的b具有唯一性、守恒性，与柏氏回路的起 点和具体路径无关，
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（3）一根不分叉的位错线具有唯一的柏氏矢量：上 各个位置的b均相同；位错在晶体中移动或者改变 方向时，其柏氏矢量不变
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• 交滑移：P95图3.17 螺型位错如果在原来的滑移面上受到阻碍时，可能转
移到另一个与它相交的滑移面上继续滑移 • 双交滑移：发生交滑移后的位错如果再转回到和原滑移面
平行的面上继续滑移
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（3）混合型位错的滑移 图3.15
混合型位错的滑移过程
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2.位错的攀移 P96
• 刃型位错多余半原子面向上或下运动。 • 通过物质的迁移，即原子或空位的扩散来实现。 • 形式：正攀移、负攀移
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iii. 材料的强度与位错运动紧密相关 iv. 意义：可以通过控制位错运动提高材料强度
• 位错运动基本形式： 滑移、攀移
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1.位错的滑移 （1）含义：在外力作用下，沿滑移面运动 （2）刃型位错的滑移
特点：需要的力 小
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• 结果：较小的力使材料发生塑性变形
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（3）螺型位错的滑移