基平面位错问题回答

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碳化硅bpd基平面位错

碳化硅bpd基平面位错

碳化硅BPD基平面位错1. 碳化硅BPD基平面位错的概述碳化硅是一种重要的半导体材料,在电力电子、光电子和高温电子等领域具有广泛的应用。

其中BPD(Basal Plane Dislocation)基平面位错是碳化硅晶体的一种典型缺陷。

本文将对碳化硅BPD基平面位错进行全面、详细、完整和深入的探讨。

2. 碳化硅BPD基平面位错的形成机理碳化硅晶体中的BPD基平面位错形成是由于晶体生长过程中的缺陷引起的。

具体来说,碳化硅晶体生长过程中存在的污染物、杂质、温度梯度、晶格不匹配等因素会导致位错的形成。

BPD基平面位错在晶体生长过程中的形成机理可以通过以下几个方面来解释:2.1 温度梯度引起的应力在碳化硅晶体生长过程中,由于改变温度或快速冷却等因素引起的温度梯度会产生内部应力。

这种应力会导致晶体中的位错形成,并形成BPD基平面位错。

2.2 晶格不匹配引起的伸缩势碳化硅晶体的晶格参数与生长时所处环境中的其他材料的晶格参数不一致,这会导致晶体的伸缩势。

伸缩势可能导致晶体中的应力集中,从而形成位错,进而发展成BPD基平面位错。

2.3 污染物、杂质引起的位错核碳化硅晶体生长过程中,污染物、杂质的存在可能会形成位错核,从而导致BPD基平面位错的形成。

这些位错核可以成为位错传播的起点,并最终形成BPD基平面位错。

2.4 晶体生长过程中的机械应力在碳化硅晶体生长过程中,机械应力会导致晶体中的位错形成。

这些机械应力可以来源于外界施加在晶体上的应力,也可以是晶体自身由于形变而产生的应力。

3. 碳化硅BPD基平面位错的性质和特点BPD基平面位错是碳化硅晶体的一种常见位错,它有着以下的性质和特点:3.1 方向性BPD基平面位错的产生与晶体的晶向相关。

它们在碳化硅晶体中的方向决定了它们的运动和传播方式。

3.2 形态多样BPD基平面位错的形态多样,可以是直线状、环形或交叉形状。

这种多样性由位错的核心结构和位错的运动方式决定。

3.3 影响晶体性能BPD基平面位错对碳化硅晶体的性能具有显著影响。

中南材料科学基础位错课后答案

中南材料科学基础位错课后答案
柏氏矢量关系,位错交截后产生“扭折”或“割 阶” • “扭折”可以是刃型、亦可是“螺型”,可随位 错线一道运动,几乎不产生阻力,且它可因位错 线张力而消失 • “割阶”都是刃型位错,有滑移割阶和攀移割阶, 割阶不会因位错线张力而消失,两个相互垂直螺 型位错的交截造成的割节会阻碍位错运动
4
• 5.如图,某晶体的滑移面上 有一柏氏矢量为b的位错环, 并受到一均匀切应力τ。
2
b1
b2
cos b1b2
• 立方晶系中任意两个晶向 [u1v1w1] 与 [u2v2w2]之间夹角
cos
u1u2 v1v2 w1w2
(u12 v12 w12 )(u22 v22 w22 )
a [110] 2
• 故a[-12-1]/6 和 a[-211]/6之间夹角cosφ=1/2
26
解答
Q Cv A exp( RT )
得到Cv=e10.35 Ag为fcc,点阵常数为a=0.40857nm, 设单位体积内点阵数目为N,则N=4/a3,=? 单位体积内空位数Nv=N Cv
若空位均匀分布,间距为L,则有 L 3 1 =? NV
3
• 4.割阶或扭折对原位错线运动有何影响? • 解答:取决于位错线与相互作用的另外的位错的
• 在T1=850 ℃ (1123K) 计算C1
• 后激冷至室温可以认为全部空位保留下来,即在
• •
T2=20℃(293K) 计算C2 取A=1,代入T2,T1及Q,有
C1/C2=6.84672×1013
Q
C1 C2
e kT1 Q
e kT2
Q( 1 1 )
e k T2 T1
2
• 3.计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位(已知:银的 熔点为960℃,银的空位形成能为1.10eV,1ev=)?若已知Ag的原子 直径为0.289nm,问空位在晶体中的平均间距。 1eV=1.602*10-19J

材料科学基础位错理论

材料科学基础位错理论

材料科学基础位错理论位错理论是材料科学领域中的重要概念之一、它是位错理论与晶体缺陷之间相互关联的核心。

本文将从位错的定义、分类和特征出发,进一步介绍位错理论的基本原理和应用。

首先,位错是固体晶体结构中的一种缺陷。

当晶体晶格中发生断裂、错位或移动时,就会形成位错。

位错可以被看作是晶体中原子排列的异常,它具有一定的形态、构型和特征。

根据位错发生的方向和类型,位错可分为直线位错、面位错和体位错。

直线位错是沿晶体其中一方向上的错排,常用符号表示为b。

直线位错一般由滑移面和滑移方向两个参数来表征。

滑移面是指位错的平移面,滑移方向是位错在晶体中的移动方向。

直线位错可以进一步分为边位错和螺位错。

边位错的滑移面为滑移方向的垂直面,螺位错则是在滑移面上存在沿位错线方向扭曲的位错。

面位错是晶体晶格上的一次干涉现象,即滑移面上的两部分之间发生错排。

面位错通常由面位错面和偏移量来描述。

面位错可以是平面GLIDE面位错、垂直GLIDE面位错或螺脚面位错。

体位错是沿体方向上的排列不规则导致的位错。

体位错通常是由滑移面间的晶体滑移产生的。

位错理论的基本原理是通过研究位错在晶体中的移动机制和相互作用,来理解材料的塑性变形和力学行为。

位错理论最早由奥斯勒(Oliver)于1905年提出,他认为材料的塑性变形是由于位错在晶体中游走和相互作用所引起的。

这一理论为后来的位错理论奠定了基础。

位错理论的应用非常广泛。

在材料加工和设计中,位错理论被广泛用于控制材料的力学性能和微观结构。

通过控制位错的生成、运动和相互作用,可以获得理想的材料性能。

同时,位错理论也被用于研究材料的磁性、电子输运和热传导性能等方面。

此外,位错理论也在材料的缺陷工程和腐蚀研究中发挥着重要作用。

通过控制位错的形态和分布,在材料中引入有利于抵抗腐蚀的位错类型,可以提高材料的抗腐蚀性能。

位错理论也可以用于解释材料的断裂行为和疲劳寿命等方面。

总结起来,位错理论是材料科学基础中的重要内容。

固体物理—简答题

固体物理—简答题

1 试述位错反应及其能否进行的条件。

答:由几个位错合成为一个新位错或由一个位错分解为几个新位错的过程称为位错反应。

位错反应能否进行,取决于两个条件:⑴几何条件,即反应前各位错的柏氏矢量之和应等于反应后的柏氏矢量之和。

⑵能量条件,即反应后各位错的总能量应小于反应前的总能量。

由于位错的能量正比于柏氏矢量的平方,故此条件可写为22b b>∑∑后前2 解释在固熔强化效果上间隙机制优于置换机制的原因。

答:间隙式熔质原子的强化效果一般要比置换式熔质原子更显著。

这是因为间隙式熔质原子往往择优分布在位错线上,形成间隙原子“气团”,将位错牢牢钉扎住,从而造成强化。

相反,置换式熔质原子往往均匀分布,虽然由于熔质和熔剂原子尺寸不同,造成点阵畸变,从而增加位错运动的阻力,但这种阻力比间隙原子气团的钉扎力小得多,因而强化作用也小得多。

3 简述纯金属晶体长大的机制及其与固-液界面结构的关系。

答:晶体长大机制是指晶体微观长大方式,它与液-固界面结构有关。

具有粗糙界面得物质,因界面上约有50%的原子位置空着,这些空位都可接受原子,故液体原子可以单个进入空位与晶体相连接,界面沿其法线方向垂直推移,呈连续式长大。

具有光滑界面的晶体长大,不是单个原子的附着,而是以均匀形核的方式,在晶体学小平面上形成一个原子层厚的二维晶核与原界面形成台阶,单个原子可以在台阶上填充,使二维晶核侧向长大,当该层填满后,则在新的界面上形成新的二维晶核,继续填满,如此反复进行。

若晶体的光滑界面存在有螺型位错的露头,则该界面称为螺旋面,并形成永不消失的台阶,原子附着到台阶上使晶体长大。

4 脱熔分解与调幅分解在形成析出相时最主要的区别是什么?答:两者在形成析出相时最主要的区别在于形核驱动力和新相的成分变化。

脱熔分解时,形成新相要有较大的浓度起伏,新相与母相的成分相比较有突变,因而产生界面能,这也就需要较大的形核驱动力以克服界面能,亦即需要较大的过冷度。

而对调幅(Spinodal)分解,没有形核过程,没有成分的突变,任意小的浓度起伏都能形成新相而长大。

铝基体位错分布

铝基体位错分布

铝基体位错分布铝基体位错是指在铝基合金中存在的晶体缺陷,其分布对材料的性能具有重要影响。

本文将深入探讨铝基体位错的分布情况及其对合金性能的影响。

在铝基合金中,位错主要分为点位错、线位错和平面位错。

点位错是晶体中一个原子位置的偏离,线位错是晶体中一条线的偏离,平面位错是晶体中某个平面偏离。

这些位错可以通过透射电镜等高分辨率显微技术来观察和分析。

铝基体位错的分布具有一定的规律性。

通常情况下,位错的密度高于晶体其他区域,主要集中在晶界、孪晶界和孪晶内部。

孪晶界指的是铝基合金中由于变形或相变引起的晶粒重叠区域,它是位错密度高的重要区域。

孪晶界和晶界之间还会发生位错偏移和旋转,对材料的力学性能产生显著影响。

铝基体位错的分布对合金性能具有重要影响。

首先,位错的存在导致合金的晶体结构发生变化,从而改变了其力学性能。

位错密度高的区域通常具有较高的硬度和强度,但塑性较差。

其次,位错还会影响合金的电导率和热导率,对电磁性能和热传导性能产生影响。

此外,位错的运动和沿晶界的滑移也会引起材料的内部应力和变形,进而影响其断裂行为和疲劳寿命。

为了改善铝基合金的性能,需要对位错的分布进行控制和调整。

一种常用的方法是通过热处理和力学变形来改变位错的形成和运动,从而达到优化合金性能的目的。

此外,还可以通过合金元素的添加和晶界工程来调控位错的分布。

综上所述,铝基体位错是铝基合金中重要的晶体缺陷,其分布对合金性能具有重要影响。

通过控制和调整位错的形成和运动,可以改善合金的力学性能、电磁性能和热传导性能。

进一步研究位错的分布规律和调控机制,对于提高铝基合金的性能具有重要意义。

(本文参考了大量的研究文献和专业资料,特此致谢。

)。

位错习题答案

位错习题答案

位错习题答案位错习题答案位错是晶体中晶格的缺陷,它对材料的力学性能和物理性能有着重要的影响。

位错习题是学习材料科学与工程中位错概念和位错运动的重要方式。

下面将给出一些位错习题的答案,帮助读者更好地理解位错的性质和行为。

1. 位错的定义是什么?答:位错是晶体中晶格的缺陷,是晶体中原子排列的一种异常。

它是由于晶体中原子的错位或错配而引起的,可以看作是晶体中的一条线或面。

位错的存在会导致晶体中的原子排列出现错位,从而影响材料的力学性能和物理性能。

2. 位错的分类有哪些?答:位错可以分为线状位错和面状位错两种类型。

线状位错是指晶体中原子排列出现线状缺陷,常见的有边错和螺旋错。

面状位错是指晶体中原子排列出现面状缺陷,常见的有晶格错和堆垛错。

3. 位错的运动方式有哪些?答:位错的运动方式可以分为刃位错的滑移和螺位错的螺旋运动。

刃位错的滑移是指位错沿晶体中某个晶面方向滑动,从而改变晶体中原子的排列。

螺位错的螺旋运动是指位错沿晶体中某个晶面形成螺旋线运动,从而改变晶体中原子的排列。

4. 位错对材料的性能有什么影响?答:位错对材料的性能有着重要的影响。

位错的存在会导致材料的塑性变形,使材料具有较好的可塑性和可加工性。

位错也会影响材料的力学性能,如强度、韧性和硬度等。

此外,位错还会影响材料的电学、热学和磁学性能。

5. 如何通过位错来改变材料的性能?答:通过控制位错的类型和密度,可以改变材料的性能。

增加位错密度可以提高材料的塑性和可加工性,但会降低材料的强度。

减小位错密度可以提高材料的强度和硬度,但会降低材料的可塑性。

此外,通过引入位错可以改变材料的晶体结构,从而影响材料的电学、热学和磁学性能。

6. 位错的观测方法有哪些?答:位错的观测方法主要有透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射等。

透射电子显微镜可以观察到位错的形貌和分布情况,扫描电子显微镜可以观察到位错的表面形貌。

X射线衍射可以通过位错对X射线的散射来确定位错的类型和密度。

基平面位错密度

基平面位错密度

基平面位错密度引言基平面位错密度是材料科学领域中的一个重要参数,它反映了晶体中位错的数量和分布情况。

位错是晶体中原子排列中的缺陷,对材料的物理、化学性质以及力学性能有着重要影响。

研究位错密度可以帮助我们了解材料的结构与性能之间的关系,并为材料的制备和应用提供指导。

位错的基本概念位错是晶体中局部原子排列的缺陷,由于晶体的周期性而出现的一种几何结构。

位错能够在晶体中传递应力和形变,影响材料的力学性能。

根据位错线的类型和方向,位错可以分为边位错和螺旋位错两种主要类型。

边位错边位错是沿着晶体表面或晶体内的某个晶面产生的位错。

它的位错线垂直于位错平面,在位错线两侧的原子排列方式不同。

边位错可以引起晶格畸变和晶粒的错配。

螺旋位错螺旋位错是在晶体内部形成的位错,其位错线呈螺旋形。

螺旋位错可以通过晶格的扩张或缩紧来传递应力和形变。

螺旋位错的运动也是材料塑性变形的重要机制之一。

位错密度的表征方法位错密度是指单位体积内位错的数量,通常用位错线的长度来表示。

常用的表征位错密度的参数有面密度和体密度两种。

面密度面密度描述了位错线在晶体表面上的数量,通常以单位长度上位错线的个数来表示。

常用的面密度表示方法有面密度标记法和密度系数法。

1.面密度标记法:用“n/m”表示,n表示位错线的数量,m表示位错线的长度(单位长度上的位错线数)。

例如,n/m=3/2表示单位长度上有3条位错线。

2.密度系数法:用“ρ”表示,定义为单位面积上的位错线长度。

例如,ρ=2.5/cm^2表示每平方厘米上有2.5个单位长度的位错线。

体密度体密度描述了位错线在晶体内部的分布情况,通常以单位体积内位错线的长度来表示。

体密度与位错线的长度和体积有关,常用的体密度表示方法有体密度标记法和密度系数法。

1.体密度标记法:用“n/V”表示,n表示位错线的数量,V表示材料的体积。

例如,n/V=2.5/cm^3表示每立方厘米的材料中有 2.5个单位长度的位错线。

2.密度系数法:用“ρ”表示,定义为单位体积内的位错线长度。

碳化硅bpd基平面位错

碳化硅bpd基平面位错

碳化硅bpd基平面位错
碳化硅(SiC)是一种广泛应用的半导体材料,其在电子器件和功率设备中具有许多优越的特性。

平面位错是SiC晶体中的一种晶格缺陷,也被称为基平面位错。

基平面位错是指晶格中某个平面上的原子排列异常,其中一部分原子被缺失或替换。

这种位错通常在晶体生长或加工过程中形成,可能会引起晶体结构的畸变和电学性能的变化。

基平面位错可以通过其晶格点阵的排列方式来描述。

常见的基平面位错包括晶体中的普通位错和双位错。

普通位错是指在晶体中某个平面上的原子排列出现缺陷,导致该平面上的原子密度变化。

这种位错通常是由原子缺失或替代引起的,其效应可以通过晶格畸变或形成局部应力场来传播。

双位错是指在晶体中两个基平面位错相互靠近,形成一对位错。

这种位错的形成通常是由于晶体生长或加工过程中的应力引起的。

双位错可以引起晶体中的位错线,从而导致晶体中的局部畸变。

基平面位错的存在可能会对SiC晶体的电学性能产生影响。

它们可以
影响晶体的载流子输运和能带结构,从而影响半导体器件的性能。

因此,在制备SiC器件时,需要考虑基平面位错的数量和分布,以确保器件的可靠性和性能。

总结起来,碳化硅的基平面位错是晶格中的一种缺陷,通常由晶体生长或加工过程中的原子缺失或替代引起。

它们可能会引起晶体结构的畸变和电学性能的变化,因此在SiC器件制备中需要加以考虑。

西工大材料学考研模拟题8套《材料科学基础》

西工大材料学考研模拟题8套《材料科学基础》

一、简答题(每题6分,共30分)1.原子的结合键有哪几种?各有什么特点?2.面心立方晶体和体心立方晶体的晶胞原子数、配位数和致密度各是多少?3.立方晶系中,若位错线方向为[001],,试说明该位错属于什么类型。

4.请说明间隙化合物与间隙固溶体的异同。

5.试从扩散系数公式说明影响扩散的因素。

6.何为过冷度?它对形核率有什么影响?二、作图计算题(每题10分,共40分)1.在面心立方晶体中,分别画出(101)、[110]和、[,指出哪些是滑移面、滑移方向,并就图中情况分析它们能否构成滑移系?2.已知Al为面心立方晶体,原子半径为r A。

若在Al晶体的八面体间隙中能溶入最大的小原子半径为r B,请计算r B与r A的比值是多少。

3.A-B二元合金中具有共晶反应如下:若共晶反应刚结束时,α和β相的相对含量各占50%,试求该合金的成分。

4.已知铜的临界分切应力为1Mpa,问要使面上产生[101]方向的滑移,应在[001]方向上施加多大的力?三、综合分析题(每题15分,共30分)1.按下列条件绘出A-B二元相图:(1)A组元(熔点600℃)与B组元(熔点500℃)在液态时无限互溶;(2)固态时,A在B中的最大固溶度为w A=0.30,室温时为w A=0.10;而B在固态下不溶于A;(3)300℃时发生共晶反应。

在A-B二元相图中,分析w B=0.6的合金平衡凝固后,在室温下的相组成物及组织组成物,并计算各相组成物的相对含量。

2.请绘出下列Fe-C合金极缓慢冷却到室温后的金相组织示意图,并标注各组织。

(腐蚀剂均为3%硝酸酒精)一、简答题(每题6分,共30分)1.原子的结合键有哪几种?各有什么特点?离子键:正负离子相互吸引;键合很强,无方向性;熔点、硬度高,固态不导电,导热性差。

共价键:相邻原子通过共用电子对结合;键合强,有方向性;熔点、硬度高,不导电,导热性有好有差。

金属键:金属正离子于自由电子相互吸引;键合较强,无方向性;熔点、硬度有高有低,导热导电性好。

位错习题解答

位错习题解答

位错习题解答(总11页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--练习题Ⅲ(金属所)1.简单立方晶体,一个Volltera过程如下:插入一个(110)半原子面,然后再位移2/]1[,其边缘形成的位错的位错线方向和柏氏矢量是什么102.在简单立方晶体中有两个位错,它们的柏氏矢量b和位错的切向t分别是:位错(1)的b(1)=a[010],t(1)=[010];位错(2)的b(2)=a[010],t(2)=[100]。

指出两个位错的类型以及位错的滑移面。

如果滑移面不是惟一的,说明滑移面所受的限制。

3.以一个圆筒薄壁“半原子面”插入晶体,在圆筒薄壁下侧的圆线是不是位错4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。

如果弹性应变能为R1范围的一倍,则所涉及的距位错中心距离R2为多大这个结果说明什么5.面心立方晶体两个平行的反号刃型位错的滑移面相距50 nm,求它们之间在滑移方向以及攀移方向最大的作用力值以及相对位置。

已知点阵常数a= nm,切变模量G=71010 Pa, =。

6.当存在过饱和空位浓度时,请说明任意取向的位错环都受一个力偶作用,这力偶使位错转动变成纯刃型位错。

7.面心立方单晶体(点阵常数a= nm)受拉伸形变,拉伸轴是[001],拉伸应力为1MPa。

求b=a[101]/2及t平行于[121]的位错在滑移和攀移方向所受的力。

8.若空位形成能为73kJ/mol,晶体从1000K淬火至室温(约300K),b约为,问刃位错受的攀移力有多大估计位错能否攀移9.当位错的柏氏矢量平行x1轴,证明不论位错线是什么方向,外应力场的33分量都不会对位错产生作用力。

10.证明在均匀应力场作用下,一个封闭的位错环所受的总力为0。

11.两个平行自由表面的螺位错,柏氏矢量都是b,A位错距表面的距离为l1,B位错距表面的距离为l2,l2> l1,晶体的弹性模量为。

求这两个位错所受的映像力。

4H-SiC晶体中的层错研究

4H-SiC晶体中的层错研究

4H-SiC晶体中的层错研究赵宁;刘春俊;王波;彭同华【摘要】Thenitrogen doped and unintentional nitrogen doped 4H-SiC single crystals were grown by PVT method on the C-terminated 4H seeds offcut by 4° from the c-face towards the <11ˉ20> axis, respectively. Optical micro-scope was used to investigate the characteristic of stacking fault defects and the effects of nitrogen doped onstack-ing fault defects in 4H-SiC single crystals etched by molten KOH etching. The result shows that the lines of the basal plane dislocation defect of the 4H-SiC wafer surface are corresponding to stacking fault defects in 4H-SiC single crystals, and the direction of the lines is parallel to <1ˉ100>. There are more stacking fault defects in 4H-SiC single crystals doped with nitrogen than that of unintentional nitrogen doped 4H-SiC single crystals. This phe-nomenon is consistent with published literatures in which high concentrations of nitrogen caused the formation of stacking fault defects in 4H-SiC single crystals. However, there is no stacking fault defect in the facet area for ni-trogen doped 4H-SiC single crystals, although the nitrogen concentration in the facet area is higher than that in the other area, which is presumably due to specific crystal growth habit in the facet area of 4H-SiC single crystal.%采用物理气相传输法(PVT法)在4英寸(1英寸=25.4 mm)偏<11ˉ20>方向4°的4H-SiC籽晶的C面生长4H-SiC晶体.用熔融氢氧化钾腐蚀4H-SiC晶体, 并利用光学显微镜研究了晶体中的堆垛层错缺陷的形貌特征和生长过程中氮掺杂对4H-SiC晶体中堆垛层错缺陷的影响.结果显示, 4H-SiC晶片表面的基平面位错缺陷的连线对应于晶体中的堆垛层错, 并且该连线的方向平行于<1ˉ100>方向.相对于非故意氮掺杂生长的4H-SiC晶体, 氮掺杂生长的4H-SiC晶体中堆垛层错显著偏多.然而, 在氮掺杂生长的4H-SiC晶体的小面区域, 虽然氮浓度高于其他非小面区域, 但是该小面区域并没有堆垛层错缺陷存在, 推测这主要是由于4H-SiC 晶体小面区域特有的晶体生长习性导致的.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2018(033)005【总页数】5页(P540-544)【关键词】SiC;基平面位错;堆垛层错;氮掺杂【作者】赵宁;刘春俊;王波;彭同华【作者单位】北京天科合达半导体股份有限公司, 北京 102600;北京天科合达半导体股份有限公司, 北京 102600;北京天科合达半导体股份有限公司, 北京 102600;新疆天科合达蓝光半导体有限公司, 石河子 832000;北京天科合达半导体股份有限公司, 北京 102600;新疆天科合达蓝光半导体有限公司, 石河子 832000【正文语种】中文【中图分类】TN34碳化硅(SiC)是目前发展较为成熟的宽禁带半导体材料之一, 具有宽带隙、高击穿电场、高饱和电子漂移速度和高导热性等优异性能, 是制作高温、高频、大功率和低损耗器件的优良材料[1-2]。

位错移动方法 -回复

位错移动方法 -回复

位错移动方法-回复位错移动方法是一种在晶体结构中进行位错移动的方法,它包括位错的生成、移动和消灭三个基本过程。

位错是晶体结构中的一个缺陷,它由晶体格点的错位组成。

位错的移动是晶体中塑性变形的基本机制之一,对于材料的强度、韧性等力学性能具有重要影响。

本文将一步一步回答有关位错移动方法的问题,以帮助读者更好地理解这一过程。

第一步:位错的生成位错的生成是晶体结构发生变化的过程,一般有以下几种常见的方式:1. 界面滑移:当两个晶界相遇时,晶体结构发生错位,生成位错。

2. 经过失序区:晶体中的一个原子离开格点后重新插入,导致晶格重新排列,生成位错。

3. 晶体生长:晶体在生长过程中,由于脆性断裂、热应力等原因,晶界在晶体中生成位错。

第二步:位错的移动位错的移动是指位错在线性方向上沿晶体结构中其他错位平面或原子排列面移动的过程。

常见的位错移动方式有以下几种:1. 裂纹扩展:位错在晶体中移动时,会导致裂纹的扩展,从而引发材料的断裂。

2. 塑性变形:位错的移动是晶体进行塑性变形的基础,通过位错的滑移和排列,实现材料的塑性变形。

3. 混晶过程:位错在晶体中移动时,会与其他位错发生相互作用,从而导致晶体的混晶过程。

第三步:位错的消灭位错的消灭是指位错在晶体中由于一些原因而消失的过程。

位错消失的方式主要有以下几种:1. 位错爬升:位错在某些温度和应力条件下会发生爬升现象,即晶体内部的原子重新排列,从而位错逐渐消失。

2. 正应力消失:通过施加一定的正应力,位错所引起的应力分布得以改善,进而消除位错。

3. 温度升高:当温度升高时,位错的运动速度加快,相互作用减弱,有利于位错的消失。

总结:位错移动方法是晶体中进行位错移动的一种基本过程,它包括位错的生成、移动和消灭三个步骤。

位错的生成可以通过界面滑移、失序区域以及晶体生长等方式实现。

位错的移动是晶体进行塑性变形的基础,常见的移动方式包括裂纹扩展、塑性变形以及混晶过程等。

位错的消失可以通过位错爬升、施加正应力以及升高温度等方式实现。

位错及界面部分第一次习题答案

位错及界面部分第一次习题答案

1 证明位错线不能终止在晶体内部。

解:设有一位错C 终止在晶体内部,如图所示,终点为A。

绕位错C 作一柏氏回路L1,得柏氏矢量b。

现把回路移动到L2 位置,按柏氏回路性质,柏氏回路在完整晶体中移动,它所得的柏氏矢量不会改变,仍为b。

但从另一角度看,L2 内是完整晶体,它对应的柏氏矢量应为0。

这二者是矛盾的,所以这时不可能的。

2 一个位错环能否各部分都是螺位错?能否各部分都是刃位错?为什么?螺位错的柏氏矢量与位错线平行,而一个位错只有一个柏氏矢量,一个位错环不可能与一个方向处处平行,所以一个位错环不能各部分都是螺位错。

刃位错的柏氏矢量与位错线垂直,如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面,则位错环处处都是刃位错。

这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面,这种位错又称棱柱位错。

3.错环上各部分位错性质是否相同?通过位错环上各部分位错线与柏氏矢量之间的夹角判断:(1) 若一个位错环的柏氏矢量垂直于位错线上各点位错,则该位错环上各点位错性质相同,均为刃型位错。

(2) 若一个位错环的柏氏矢量平行于位错环所在的平面平行,则有的为纯刃型,有的为纯螺型,有的为混合型。

(3) 若一个位错环的柏氏矢量与位错环所在平面呈一定角度时,位错环上各点均为混合型位错。

4.若面心立方晶体(铜)中开动的滑移系为(111)[101](a)若滑移是由刃位错运动引起的,给出位错线的方向。

(b)若滑移是由螺位错引起的,给出位错线的方向。

解:设位错线方向为[uvw]。

uvw=⨯=(a)因刃位错线与其柏氏矢量垂直,同时也垂直与滑移面法线,[][111][101][121](b)因螺位错与其柏氏矢量平行,故[uvw]=[101]5.在fcc单晶体中做如下操作获得的是什么位错?柏氏矢量是什么?(1)抽出一个(111)面的一个圆片,然后圆片两侧再重新粘合。

和,切面两侧相对位移a[011]/2。

(2)沿(111)面切开一部分,割面边缘是[011][101](3)插入(110)半原子面,此面终止在(111)面上解:(1)抽出一个(111)面的一个圆片,然后圆片两侧再重新粘合,相当于把(111)面割开相对向内位移一个(111)面的面间距a[111]/3,然后去掉重合的部分,所以其边缘形成的位错的柏氏矢量是a[111]/3。

材料科学基础位错部分知识点

材料科学基础位错部分知识点

材料科学基础位错部分知识点第三章晶体结构缺陷(位错部分)1.刃型位错及螺型位错的特征刃型位错特征:1)刃型位错是由一个多余半原子面所组成的线缺陷;2)位错滑移矢量(柏氏向量)垂直于位错线,而且滑移面是位错线和滑移矢量所构成唯一平面;3)位错的滑移运动是通过滑移面上方的原子面相对于下方原子面移动一个滑移矢量来实现的;4)刃型位错线的形状可以是直线、折线和曲线;5)晶体中产生刃型位错时,其周围的点阵发生弹性畸变,使晶体处于受力状态,既有正应变,又有切应变。

螺型位错特征:1)螺型位错是由原子错排呈轴线对称的一种线缺陷;2)螺型位错线与滑移矢量平行,因此,位错线只能是直线;3)螺型位错线的滑移方向与晶体滑移方向、应力矢量方向互相垂直;4)位错线与滑移矢量同方向的为右螺型位错;为此系与滑移矢量异向的为左螺型位错。

刃型位错螺型位错位错线和柏氏矢量关系(判断位错类型)⊥∥滑移方向∥b∥b位错线运动方向和柏氏矢量关系∥⊥相关概念(ppt上的,大概看一看):A.位错运动与晶体滑移:通过位错运动可以在较小的外加载荷下晶体产生滑移,宏观显现为产生塑性变形。

B.位错线:位错产生点阵畸变区空间呈线状分布。

对于纯刃型位错,其可以描述为刃型位错多余半原子面的下端沿线。

为了与其它类型位错统一,位错线可表述为已滑移区与未滑移区的交界线。

C.混合型位错:在外力作用下,两部分之间发生相对滑移,在晶体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向(柏氏矢量b),这样的位错称为混合位错。

(位错线上任意一点,经矢量分解后,可分解为刃位错和螺位错分量。

晶体中位错线的形状可以是任意的。

)=l/V;单位面积内位错条数来表示位错密度:D.错位密度:单位体积内位错线的长度:ρv=n/S。

(金属中位错密度通常在106~8—1010~121/c㎡之间。

)ρs2.柏氏矢量:1)刃型位错和螺型位错的柏氏矢量表示:2)柏氏矢量的含义:柏氏矢量反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总累计。

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基平面位错
基平面位错是指晶体中沿着基面方向的位错。

在晶体中,基面是指晶
体中最密堆积的平面,也是晶体的最大平面。

基平面位错是晶体中最
常见的位错类型之一,它对晶体的物理性质和力学性质都有着重要的
影响。

基平面位错的形成是由于晶体中的原子排列不完美,导致晶体中存在
一些缺陷。

这些缺陷可以是点缺陷、线缺陷或面缺陷。

其中,基平面
位错是一种线缺陷,它是由于晶体中某一层原子的排列与其上下相邻
的层不同而形成的。

基平面位错可以分为两种类型:正位错和负位错。

正位错是指基面上方的原子向基面下方移动,而负位错则是指基面上
方的原子向基面上方移动。

基平面位错对晶体的物理性质和力学性质都有着重要的影响。

首先,
基平面位错会导致晶体的弹性模量发生变化。

由于基平面位错的存在,晶体中的原子排列不完美,导致晶体的弹性模量发生变化。

其次,基
平面位错还会影响晶体的导电性和热导率。

由于基平面位错的存在,
晶体中的原子排列不完美,导致晶体的导电性和热导率发生变化。

最后,基平面位错还会影响晶体的塑性变形。

由于基平面位错的存在,
晶体中的原子排列不完美,导致晶体的塑性变形发生变化。

总之,基平面位错是晶体中最常见的位错类型之一,它对晶体的物理性质和力学性质都有着重要的影响。

在材料科学和工程中,研究基平面位错的形成和行为,对于开发新材料和改进材料性能具有重要的意义。

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