位错总结

位错总结

一. 位错概念

1.晶体的滑移与位错

2. 位错模型

● 刃型位错： 正负刃型位错， ※位错是已滑移区与未滑移区的边界

※位错线必须是连续的－位错线不能中止在晶体内部。 ∴ 起止与晶体表面（或晶界）或在晶体内形成封闭回路或三维网络

● 螺型位错： 左螺旋位错，右螺旋位错 ● 混合位错

3.位错密度 单位元体积位错线总长度，3/m m

或单位面积位位错露头数，2

m

4. 位错的柏氏矢量 （Burgers Vector ）

● 确定方法： 柏氏回路 ●意义：

1) 柏氏矢量代表晶体滑移方向(平行或反平行)和大小 2) 位错引起的晶格畸变的大小 3）决定位错的性质（类型）

刃型位错 b ┴位错线 螺型位错 b

//位错线

混合位错 位错线与b

斜交

s e b b b

+→

,sin θb b e

= θcos b b s

=

4）柏氏矢量的表示

]110[2

a b = 或 ]110[21

=b

●

柏氏矢量的性质

1）柏氏矢量的守恒性－流入节点的柏氏矢量之和等于流出节点的

柏氏矢量之和

2）一条为错只有一个柏氏矢量

二．位错的运动

1．位错的运动方式

●刃型位错

滑移―――滑移面：

b l

⨯，唯一确定的滑移面

滑移方向：l v b v

⊥,

//

滑移应力： 滑移面上的切应力－沿b 或b

-

攀移――攀移面： 附加半原子面

攀移方向：)(b l v

⨯⊥

攀移应力：攀移面上的正应力； 拉应力－负攀移 压应力－正攀移 攀移伴随原子扩散，是非守恒运动，在高温下才能发生 ● 螺型位错

滑移―――滑移面：包含位错线的任何平面

滑移方向：l v b v

⊥⊥,

滑移应力 滑移面上的切应力－沿b 或b

-

交滑移―――同上

●混合位错

滑移（守恒运动）――同刃型位错

非守恒运动 ――在非滑移面上运动－

刃型分量的攀移和螺型分量的滑移的合成运动

2．位错运动与晶体变形的关系

1）滑移面两边晶体运动方向 V

右手定则――以位错运动面为界， )(b l

⨯所指的那部分

晶体向b

方向运动

位错运动相关量：

V v b l j i

,,

,,σ

b l

⇔ ： 确定位错的性质

V j i

⇒σ： 确定晶体相对运动

V v l

⇔⇔b ⇒确定位错运动方向或晶体运动方向

上述规则对位错的任何运动方式均使用

2）位错运动与晶体变形的定量关系

v b ρε=， v b ρε

= 3） 位错增殖

Frank-Read 源 L

Gb

L Gb ≈=ατ2 L 型增殖 双交滑移

4）位错的交割

刃－刃交割――21//b b 21b b ⊥

刃－螺交割 螺－螺交割

三．实际晶体的位错 （FCC ） 1．全位错的分解

2. 堆垛层错

内禀层错―――滑移型， 抽出型 A B C A B C A B C A B C

↓↓↓↓↓↓ B C A B C A A B C A B C ∣B C A B C A

外禀层错―――插入型

C A B C A C B C A B C A

3．分位错――完整晶体和层错的边界

● Shockley 分位错 ：

特点： 1） ><=1126

1

b 滑移型层错的边界

2） 只能滑移，刃型不能攀移，螺型不能交滑移

● Frank 分位错

特点： 1） ><=1113

1

b

插入型或抽出型层错与完整晶体的边界

2）只能攀移不能滑移

4．扩展位错

特点： 扩展宽度 πγπγ2422

210Ga b b G d =⋅=

只能滑移，不能交滑移；但束集后可交滑移

5．位错反应

● 位错反应的条件

1） 几何条件： ∑∑='i

i

b b

2）

能量条件：∑∑≤'2

2)

()(i

i

b b

● Thompson 记号 ●形成扩展位错的反应 ●形成压杆位错的反应