内容发布更新时间 : 2025/5/18 4:30:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
另外晶体中的点缺陷还可通过高温淬火、冷变形以及高能粒子的辐照效应等形成。此时晶体点缺陷浓度往往超过其平衡浓度,称为过饱和点缺陷。
晶体的线缺陷表现为各种类型的位错。位错的概念是在研究晶体滑移过程时提出的。它相当于滑移面上已滑移区和未滑移区的交界线。位错按几何特征分为刃型位错和螺型位错两大类。但实际晶体中大量存在的是混合位错。柏氏矢量b是一个反映位错周围点阵畸变总积累的重要物理量。该矢量的方向表示位错的性质与位错的取向,即位错运动导致晶体滑移的方向;该矢量的模∣b∣表示了畸变的程度,称为位错的强度,
而且∣b∣ 。一根位错线具有唯一的柏氏矢量,这是柏氏矢量的守恒性所决定的。
柏氏矢量不仅决定位错的组态及其运动方向,而且对位错的一系列属性,如位错的应力场、应变能,位错的受力状态,位错增殖与交互作用,位错反应等都有很大影响。对刃型位错,运动方式有滑移和攀移两种,而对螺型位错,则只能滑移,但由于其滑移面不是唯一的,故可进行交滑移或双交滑移。位错的组态,分布及密度大小对材料性能影响很大。材料塑性变形就是大量位错运动的结果。位错理论可用来解释材料的屈服现象、加工硬化和弥散强化机制。
晶界、亚晶界、相界、层错等属于晶体的面缺陷。
根据界面两侧晶粒的位向差,晶界分为小角度晶界和大角度晶界。小角度晶界又可分为倾斜晶界、扭转晶界等,它们的结构可用相应的位错模型来描述。多晶材料中大量存在的是大角度晶界。大角度晶界的结构较复杂,其中原子排列不规则,不能用位错模型来描述。有人提出用\重合位置点阵\模型来描述,但它仅适用特殊位向,尚不能解释两晶粒处于任意位向差的晶界结构。
多相合金中同一相中的界面也是晶界和亚晶界,不同相之间的界面是相界。相界的结构有共格、半共格和非共格三类,单相合金或多相合金中的层错和孪晶界都是共格界。共格界面的界面能最低 重点与难点
1. 点缺陷的形成与平衡浓度;
2. 柏氏矢量的确定,物理意义及守恒性; 3. 位错的基本类型和特征;
4. 分析归纳位错运动的两种基本形式:滑移和攀移的特点; 5. 分析运动位错的交割及其所形成的扭折或割阶不同情况; 6. 比较螺型位错与刃型位错二者应力场畸变能的异同点;
7. 作用于位错的组态力、位错的线张力、外加切应力、位错附近原子实际所受的力、以及位错间的交
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互作用力相互之间的关系与区别; 8. 位错的增值机制; 9. 堆垛层错与不全位错; 10. 位错反应的条件; 11. Thompson四面体;
12. 扩展位错的生成、宽度和运动; 13. 小角度和大角度晶界模型; 14. 晶界能与晶界特性; 15. 孪晶界与相界。 重要概念与名词
点缺陷,线缺陷,面缺陷;
空位,间隙原子,肖脱基空位,弗兰克尔空位;
点缺陷的平衡浓度,热平衡点缺陷,过饱和点缺陷,色心,电荷缺陷; 刃型位错,螺型位错,混合位错,全位错,不全位错;
柏氏回路,柏氏矢量,柏氏矢量的物理意义,柏氏矢量的守恒性; 位错的滑移,位错的交滑移,位错的攀移,位错的交割,割阶,扭折; 位错的应力场,位错的应变能,线张力,滑移力,攀移力; 位错密度,位错增殖,弗兰克-瑞德位错源,L-C位错,位错塞积; 堆垛层错,肖克莱不全位错,弗兰克不全位错; 位错反应,几何条件,能量条件; 可动位错,固定位错,汤普森四面体;
扩展位错,层错能,扩展位错的宽度,扩展位错束集,扩展位错交滑移; 晶界,亚晶界,小角度晶界,对称倾斜晶界,不对称倾斜晶界,扭转晶界;大角度晶界,\重合位置点阵\模型;
晶界能,孪晶界,相界,共格相界,半共格相界,错配度,非共格相界。
点缺陷的平衡浓度:
螺型位错的应力场:
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刃型位错的应力场: 式中
位错的应变能: 式中
位错的线张力: