位错理论2-位错的运动
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位错是靠位错线上的原子或附近畸变区的 原子，逐排逐排地移动而进行的。 与经典刚性滑移模型（理论剪切强度）存 在显著差异。 可解释晶体剪切强度的实验数据。
3
Slip of dislocation
4
Slip plane
位错滑移面与晶体滑移面的关系：
位错线和b 位错滑移面——可滑移面
19
Climb of dislocation
正攀移：
原子从多于半原子面转移至别处 空位转移至多于半原子面下端
负攀移：相反
20
Climb of dislocation
攀移的影响因素：
由于攀移需原子扩散，因此不能整条位错 线同时攀移，只能一段一段地进行位错 线的攀移过程使位错线形成折线
12
Slip of dislocation
13
Slip of dislocation
14
Slip of dislocation
位错滑移量与晶体滑移量的关系
一个位错扫过滑移面后，相对滑移了b 产生切应变： b i dz 若N个位错同时滑移，第N个位错扫过的 面积为Si 此时位错引起的变形量为： Si b
位错的滑移方向
位错线的滑移方向是位错线的法向 又因为：总有 b∥t的方向 螺型位错：滑移方向与外力t和b垂直； 左、右螺位错的滑移方向相反。
10
11
Slip direction
位错的滑移方向
位错线的滑移方向是位错线的法向 又因为：总有 b∥t的方向 混合位错：滑移方向与外力t和b成一夹角。
目录
位错的滑移 位错的攀移 位错运动对晶体体积的影响
23
位错运动：小结 位错运动的结果：不引起晶体 结构的变化，只引起晶体缺陷 组态与分布的变化 一旦位错运动移走晶格畸 变消失
24
位错运动引起的晶体体积变化
设柏氏矢量为b的位错：长 度为dl，在法向为n的晶面上 扫过dD的距离 所以：
6
Slip plane 对螺位错：
因为：b∥ds.
决定无数个平面
所以：易发生交滑移。
7
Slip direction
位错的滑移方向
位错线的滑移方向是位错线的法向 又因为：总有 b∥t的方向 刃型位错：滑移方向与外力t和b一致； 正、负刃位错的滑移方向相反。
8
9
Slip direction
i
dy dx
对N个位错：
dy dx
S
i
b
15
16
设位错平均长度为l，平均移动距离为Dy
S
i 1
n
i
N l Dy
N l Dy b dy dx
所以：
所以总切应变为：
N l Dy 1 b dy dx dz Nl Dy b Dy b dxdydz
位错的非保守（守恒）运动：
攀移——发生晶体体积变化
27
Dy b
17
目录
位错的滑移 位错的攀移 位错运动对晶体体积的影响
18
Climቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ of dislocation 位错攀移定义：
位错在垂直于滑移面上的方向上运动。 实质：是多于半原子面在垂直于位错 线的方向上扩张或缩小。
攀移的实现：
通过原子或空位的转移。 只有刃位错才能实现。
因攀移时原子扩散需要提供热激活，所以
T↑攀移↑；一般低温下，攀移困难。
21
Climb of dislocation 攀移的影响因素：
作用于多于半原子面上的应力为拉应 力时促进位错线发生负攀移； 作用于多于半原子面上的应力为压应 力时促进位错线发生正攀移。 过饱和空位促进位错攀移。
22
晶体滑移面——原子密排面——易滑移面
只有在可滑移面上的位错才可能进行滑
移。
只有当可滑移面同时又是易滑移面时，
滑移才容易进行。
5
Slip plane
对刃位错：只有一个确定的滑移面
因为：b⊥ds. 仅决定1个平面
若此滑移面是晶体滑移面，滑移在很小的 外加切应力作用下很容易进行；否则需要 较大外力作用。
DV n b dl dD
25
位错运动引起的晶体体积变化
讨论1：
n b 0
即： b在n的方向上无分量 （如图中刃位错） DV 0
位错的保守（守恒）运动： 位错运动不引起晶体体积 变化的运动
26
位错运动引起的晶体体积变化
讨论2：
n b 0
有：
DV 0 b dl dD
位错理论II
——位错的运动
朱旻昊 材料先进技术教育部重点实验室
2006年3月
目录
位错的滑移 位错的攀移 位错运动对晶体体积的影响
2
Slip of dislocation
位错的滑移——位错运动的主要方式 位错滑移的定义：
位错线在它和柏氏矢量b构成的晶面上的移 动。
位错滑移模型：
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Slip of dislocation
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Slip plane
位错滑移面与晶体滑移面的关系：
位错线和b 位错滑移面——可滑移面
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Climb of dislocation
正攀移：
原子从多于半原子面转移至别处 空位转移至多于半原子面下端
负攀移：相反
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Climb of dislocation
攀移的影响因素：
由于攀移需原子扩散，因此不能整条位错 线同时攀移，只能一段一段地进行位错 线的攀移过程使位错线形成折线
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Slip of dislocation
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Slip of dislocation
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Slip of dislocation
位错滑移量与晶体滑移量的关系
一个位错扫过滑移面后，相对滑移了b 产生切应变： b i dz 若N个位错同时滑移，第N个位错扫过的 面积为Si 此时位错引起的变形量为： Si b
位错的滑移方向
位错线的滑移方向是位错线的法向 又因为：总有 b∥t的方向 螺型位错：滑移方向与外力t和b垂直； 左、右螺位错的滑移方向相反。
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Slip direction
位错的滑移方向
位错线的滑移方向是位错线的法向 又因为：总有 b∥t的方向 混合位错：滑移方向与外力t和b成一夹角。
目录
位错的滑移 位错的攀移 位错运动对晶体体积的影响
23
位错运动：小结 位错运动的结果：不引起晶体 结构的变化，只引起晶体缺陷 组态与分布的变化 一旦位错运动移走晶格畸 变消失
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位错运动引起的晶体体积变化
设柏氏矢量为b的位错：长 度为dl，在法向为n的晶面上 扫过dD的距离 所以：
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Slip plane 对螺位错：
因为：b∥ds.
决定无数个平面
所以：易发生交滑移。
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Slip direction
位错的滑移方向
位错线的滑移方向是位错线的法向 又因为：总有 b∥t的方向 刃型位错：滑移方向与外力t和b一致； 正、负刃位错的滑移方向相反。
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Slip direction
i
dy dx
对N个位错：
dy dx
S
i
b
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设位错平均长度为l，平均移动距离为Dy
S
i 1
n
i
N l Dy
N l Dy b dy dx
所以：
所以总切应变为：
N l Dy 1 b dy dx dz Nl Dy b Dy b dxdydz
位错的非保守（守恒）运动：
攀移——发生晶体体积变化
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Dy b
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目录
位错的滑移 位错的攀移 位错运动对晶体体积的影响
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Climቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ of dislocation 位错攀移定义：
位错在垂直于滑移面上的方向上运动。 实质：是多于半原子面在垂直于位错 线的方向上扩张或缩小。
攀移的实现：
通过原子或空位的转移。 只有刃位错才能实现。
因攀移时原子扩散需要提供热激活，所以
T↑攀移↑；一般低温下，攀移困难。
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Climb of dislocation 攀移的影响因素：
作用于多于半原子面上的应力为拉应 力时促进位错线发生负攀移； 作用于多于半原子面上的应力为压应 力时促进位错线发生正攀移。 过饱和空位促进位错攀移。
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晶体滑移面——原子密排面——易滑移面
只有在可滑移面上的位错才可能进行滑
移。
只有当可滑移面同时又是易滑移面时，
滑移才容易进行。
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Slip plane
对刃位错：只有一个确定的滑移面
因为：b⊥ds. 仅决定1个平面
若此滑移面是晶体滑移面，滑移在很小的 外加切应力作用下很容易进行；否则需要 较大外力作用。
DV n b dl dD
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位错运动引起的晶体体积变化
讨论1：
n b 0
即： b在n的方向上无分量 （如图中刃位错） DV 0
位错的保守（守恒）运动： 位错运动不引起晶体体积 变化的运动
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位错运动引起的晶体体积变化
讨论2：
n b 0
有：
DV 0 b dl dD
位错理论II
——位错的运动
朱旻昊 材料先进技术教育部重点实验室
2006年3月
目录
位错的滑移 位错的攀移 位错运动对晶体体积的影响
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Slip of dislocation
位错的滑移——位错运动的主要方式 位错滑移的定义：
位错线在它和柏氏矢量b构成的晶面上的移 动。
位错滑移模型：