答案2-晶体缺陷

能量条件：反应前-
2
42
b 2 ( a2 2 1 2 1 2 ) 2 ( a1 2 2 2 1 2 ) 2 a 2 a 2 a 2
反应后-
6
6
663
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8、何谓全位错、不全位错？说明弗兰克不全位错是如何形成的？
全位错：柏氏矢量的模等于该晶向上的原子间距的 位错，又叫单位位错。
不全位错： 柏氏矢量的模小于该晶向上的原子间距 的位错
弗兰克不全位错形成：在完整面心结构晶体的原子 密排面{111}面结构中局部抽出或插入一层 原子形成，其柏氏矢量为 1 111 。插入型层错 称为正弗兰克偏位错，抽出型3 层错称为负弗兰克偏 位错。
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9、简要说明:(1)刃型位错周围原子的处于怎样的应力状态（为切 应力还是正应力，为拉应力还是压应力）；(2)若有间隙原子存在， 则间隙原子更容易存在于位错周围的那些位置？
滑移不涉及原子扩散，而攀移必须借助原子扩散；外加应力对攀移起 促进作用,拉或压应力均促进攀移 ；高温影响位错的攀移，温度升高， 原子扩散能力增大，攀移易于进行.
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2、位错对晶体结构将造成怎样的影响？对晶体的性能将造 成什么样的影响？
位错是指晶体中某处一列或若干列原子有规律的 错排。
结构影响：晶格发生很大的畸变，长度达几百至 几万原子间距，宽约几个原子间距范围内的原子 偏离平衡位置，有序结构被破坏。
性能影响：对晶体的生长、扩散、相变、塑性变 形、断裂等许多物理、化学性质及力学性质都有 很大影响，如：晶体内部产生应力场，晶体的范 性形变等。
刃型位错的判断指标:柏氏矢量与位错线相互垂直,具体判断 见右图。
螺型为错的判断指标：柏氏矢量与位错线相互平行。当两
者方向一致时，为右螺旋位错，当两个方向相反时为左螺
旋位错。
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12、位错运动有哪两种形式wenku.baidu.com简述刃型位错和螺型位错在运动形式上的差异。
位错运动的基本形式为滑移和攀移两种。
位错的滑移是指位错线在滑移面上的运动，位错线移动到晶体表面时， 位错消失，形成柏氏矢量值大小的滑移台阶；位错的攀移指在热缺陷或 外力作用下，位错线在垂直其滑移面方向上的运动，结果导致晶体中空 位或间隙质点的增殖或减少。
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43 21
1
2
2
1
1
3
1
1 23 4
b
4
3
2
1 2
1
1
2
1
3
1
1 23 4
7、位错反应的基本条件是什么？指出面心立方（fcc）和体心立方（bcc）
中的特征位错（以最短点阵矢量为柏矢量的位错）,并判断以下位错反应 是否可以进行，为什么？
位错反应的条件：
(1)几何条件:柏氏矢量守恒性， 即：∑b前 = ∑b后 (2)能量条件:反应过程能量降低——反应驱动力,
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3、点缺陷的平衡浓度及其物理意义是什么？
• 一定温度下，晶格的热振动涨落使间隙原子和空 位长生运动，引起其产生和复合，经过足够长的 时间，产生和复合达到一个动态平衡，存在着分 布均匀、密度稳定的点缺陷，该状态下缺陷的浓 度为平衡浓度： c V n N e ex k E p vT ( k S v) A ex k E p f) T ( 物理意义： 1. 温度对浓度的强烈影响，浓度随温度指数升高。 2. 缺陷的形成能决f 定缺陷所占的比例，形成能越 高，越难形成该缺陷。
第四章 晶体中的结构缺 陷及其运动
曾世碧 2011-4-17
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1、何谓晶体缺陷，晶体缺陷可以分为几类？
晶体缺陷是指晶体结构不完整，即原子的排列偏 离完整性的区域。
晶体缺陷分类： 点缺陷：特征是三维空间的各个方面上尺寸都很 小，尺寸范围约为一个或几个原子尺度，又称零 维缺陷，包括空位、间隙原子、杂质和溶质原子。 线缺陷：特征是在两个方向上尺寸很小,另外一 个方面上很大，又称一维缺陷，如各类位错。 面缺陷：特征是在一个方面上尺寸很小,另外两 个方面上很大，又称二维缺陷，包括表面、晶界、 亚晶界、相界、孪晶界等
• 刃型位错周围原子的应力状态： (1)正应力与切应力分量同时存在； (2)对任意一点 y>0时：σxx<0 压应力， y<0时：σxx>0拉应力， y=0时： σxx= σyy=0，只有切应力。
间隙原子引起晶体体积膨胀，为使总应变 能下降，间隙原子必然位于刃位错下方 （膨胀区）。
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10、判断如下为何种位错？
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6、 判断图中为何种位错，求图中位错的柏氏矢量。
右旋螺位错
柏氏矢量的确定方法 A、 规定位错线指出屏幕（纸
面）为正 B、 在位错周围沿着点阵结点
形成右螺旋的封闭回路。 （柏氏回路） C、 在理想晶体中按同样顺序 作同样大小的回路。
（不能闭合） D、 在理想晶体中从终点到起
点的矢量即为柏氏矢量。
区是一个狭长的管道。在位错线周围的畸变区每个原子具有较大的平均能量。 (3)习惯上，把多余半原子面在滑移面以上的位错称为正刃型位错，用符号
“┻”表示，反之为负刃型位错，用“┳”表示。 螺型位错是指警惕的上半部分已经发生了局部滑移，左边是未滑移区，右边
是已滑移区，原子相对移动了一个原子间距，在已滑移区和未滑移区之间有 一个很窄的过渡区。在过渡区中，原子都偏离了平衡位置，使原子面畸变成 一串螺旋面。 螺型位错的几何特征： (1)螺位错线与其滑移矢量d平行，故纯螺位错只能是直线。 (2)螺位错没有多余原子面，它周围只引起切应变而无体应变。 (3)据螺旋面不同，螺型位错分为左螺位错和右螺位错。
即：∑︱b前︱²﹥∑︱ b后︱ ²
特征位错：面心立方（fcc）: 1 110 2
体心立方（bcc）: 1 111
2
举例： a[110 ]a[211a][121 _]
2
66
几何条件：a[21 1a[]121 _]a33 0a110 反应前后柏氏矢量
守恒
66 62
b2(a 12120)22a2a2
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4、位错有哪两种类型，简述它们的几何特点。
位错分刃型位错和螺型位错两种。 刃型位错是指一个完整的晶体某晶面以上的某处多出半个原子面，晶面像刀
刃一样切入晶体，这个多于原子面的边缘就是刃型位错。 刃型位错的几何特点： (1)位错线与其滑移矢量d垂直，刃型位错可以为任意形状的曲线。 (2)有多余半原子面。刃型位错周围的点阵畸变关于半原子面左右对称。畸变