材料科学基础晶体缺陷 习题终稿

第四章晶体缺陷

本章的主要内容：

晶体中的缺陷，晶体缺陷的分类，晶体缺陷的形成

点缺陷：点缺陷的种类，点缺陷的形成，点缺陷的运动，点缺陷的平衡浓度，点缺陷对材料性能的影响

位错：位错理论的起源：理论切变强度，位错学说

位错的观察

位错基本类型及特征：刃型位错，螺型位错，混合位错

柏氏矢量：确定方法，柏氏矢量的模，实际晶体中的柏氏矢量，柏氏矢量的特性，位错密度外力场中作用在位错线上的力

位错运动：滑移，攀移，

位错的应力场、位错的应变能及位错线张力

位错间的交互作用：两根平行螺位错的交互作用，两根平行刃位错的交互作用，

位错的交割：螺型位错与螺型位错，刃型位错与刃型位错，螺型位错与刃型位错

位错的塞积、位错的增殖

实际晶体中的位错：单位位错，堆垛层错，不全位错，肖克莱、弗兰克不全位错

位错反应及汤普逊四面体

位错与溶质原子的交互作用：弹性交互作用，柯垂尔气团，

一、填空

1 空位是热力学_______________的缺陷，而位错是热力学_____________的缺陷。

2 fcc晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________；bcc晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________;hcp晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________;fcc中Frank位错的柏氏矢量是___________。

3 一根柏氏矢量b=a/2<110>的扩展位错滑出晶体后，在晶体表面产生的台阶的高度为_____________________。

4 在某温度下，晶体中的空位数与点阵数的比值称为__________________。

5 ξ为位错线单位矢量，b为柏氏矢量，则bξ=0时为_______位错，bξ=b时为________________位错，bξ =-b时为______________位错。

6 三根右螺型位错线的正向都指向位错结点，则它们的柏氏矢量之和等于______。

7设位错运动时引起晶体体积的变化为ϖV，则ϖV=0时为___________运动，ϖVΞ0时为______________运动。

8 在简单立方晶体中，A、B两位错的滑移面和自由表面的交线如图1所示，则A为________型位错，B为_________型位错。

9 fcc晶体中单位位错的柏氏矢量是________________，肖克莱位错的柏氏矢量是____________，弗兰克位错的柏氏矢量是_______________。

10 单位体积中位错线总长度称为________________。

11简单立方晶体、fcc晶体、bcc晶体和hcp晶体中单位位错的柏氏矢量依次是_____________、_______________________、______________________。

12 通常把一个全位错分解为两个________________位错，中间夹一片层错的位错组态称为______________。

13 位错概念和位错模型首先是由_________________等人提出来的。

14 对含刃位错的晶体施加垂直于多余半原子面的压应力有利于______攀移，施加拉应力有助于______攀移。

15. 图1为ABC位错线，AB是_____________位错，BC是________________位错，在切应力作用下，AB_______________运动，BC向______________运动。

16 作用在位错线上的力F d

=_________________________，这个力F d 与位错____________方向。

20 使弗兰克----瑞德源“动作”所需的临界切应力________________________________。 21 位错可定义为_____________________________________________________。

22 位错塞积时障碍物对领先位错的作用力大小为__________________________________。 23 在外加应力作用下，当位错在晶体中滑动时，刃型位错的运动方向与b_____________与 ________________________，与位错线_________________________________。

二、选择

1 层错的边缘一定是________________。

A 肖克莱位错

B 弗兰克位错

C 不全位错

2 在fcc 晶体中，位错反应_______________能进行。

A a/6[112]+a/6[110] a/3[111]

B a/2[10-1] a/6[2-1-1]+a/6[11-2]

3 肖克莱位错具有螺型、刃型和混合型三种，它们能够_______________。

A 攀移

B 交滑移

C 沿滑移面滑移

4 晶体中点缺陷的存在，使电阻________。

A 增大

B 减小

C 不变

5 位错的应变能与其柏氏矢量__________成正比。

A b

B b 2

C b 3

6 fcc 晶体的（111）面按ABCBABCABC ···顺序堆垛时，其中含有________。

A 一片抽出型层错

B 一片插入型层错

C 一片抽出型和插入型层错 7 Shockley 位错__________。

A 只能滑移

B 只能攀移

C 既能滑移又能攀移

8 fcc 晶体中，有根位错线的方向为[-110]，b=a/2[110]，则此位错_________。

A 不能滑移

B 能滑移

C 能交滑移

9 晶体中一位错环，柏氏矢量为b ，在切应力作用下( )

A 扩大

B 缩小

C 不变

10 滑移线在( )可观察到：

A 光学显微镜

B 电子显微镜

C 肉眼

11 位于fcc 晶格的（001）面上，l=[-110]，b=a/2[110]的位错（ ）

A 能滑移

B 不能滑移

C 能交滑移

12 空位（ ）过程中重要作用。

A 形变孪晶的形成

B 自扩散

C 交滑移

13 位错线受力方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体做相对滑移的方向（ ）

A 随位错线运动方向而改变

B 始终同柏氏矢量方向一致

C 始终同外力方向一致。

b 图1