| | 最初為解釋晶體的塑性變形而提出的一種原子排列缺陷模型.晶體滑移時,已滑移部分與未滑移部分在滑移面上的分界,稱為"位錯".它是一種"綫缺陷".基本型式有兩種:滑移方向與位錯綫垂直的稱為"刃型位錯";滑移方向與位錯綫平行的稱為"蠃型位錯".位錯的存在已經為電子顯微鏡等觀察所證實.實際晶體在生長,變形等過程中都會産生位錯.它對晶體的塑性變形,相變,擴散,強度等都有很大影響. | | 最初為解釋晶體的塑性變形而提出的一種原子排列缺陷模型.晶體滑移時,已滑移部分與未滑移部分在滑移面上的分界,稱為"位錯",又可稱為差排。它是一種"綫缺陷".基本型式有兩種:滑移方向與位錯綫垂直的稱為"刃型位錯";滑移方向與位錯綫平行的稱為"蠃型位錯".位錯的存在已經為電子顯微鏡等觀察所證實.實際晶體在生長,變形等過程中都會産生位錯.它對晶體的塑性變形,相變,擴散,強度等都有很大影響.
刃型位錯
設有一簡單立方結構的晶體,在切應力 的作用下發生局部滑移,發生局部滑移後晶體內在垂直方向出現了一個多餘的半原子面,顯然在晶格內産生了缺陷,這就是位錯,這種位錯在晶體中有一個刀刃狀的多餘半原子面,所以稱為刃型位錯。位錯綫的上部鄰近範圍受到壓應力,而下部鄰近範圍受到拉應力,離位錯綫較遠處原子排列正常。通常稱晶體上半部多出原子面的位錯為正刃型位錯,用符號“┴”表示,反之為負刃型位錯,用“┬”表示。當然這種規定都是相對的。
蠃型位錯
又稱蠃旋位錯。一個晶體的某一部分相對於其餘部分發生滑移,原子平面沿着一根軸綫盤旋上升,每繞軸綫一周,原子面上升一個晶面間距。在中央軸綫處即為一蠃型位錯。圍繞位錯綫原子的位移矢量稱為滑移矢量或伯格斯(Burgers)矢量,對於蠃型位錯,位錯綫平行於伯格斯矢量。
區別
1)刃型位錯具有一個額外的半原子面,而蠃型位錯無;
(2)刃型位錯必須與滑移方向垂直,也垂直與滑移矢量;而蠃型位錯綫與滑移矢量平行,且位錯綫的移動方向與晶體滑移方向互相垂直。
(3)刃型位錯的滑移綫不一定是直綫,可以是折綫或麯綫;而蠃位錯的滑移綫一定是直綫。
(4)刃位錯的滑移面衹有一個,其不能在其他面上進行滑移;而蠃位錯的滑移面不是唯一的。
(5)刃位錯周圍的點陣發生彈性畸變,既有切應變,又有正應變;而蠃位錯衹有切應變而無正應變 | | weicuo
位錯
dislocations
(見晶體缺陷)。
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位錯
dislocation
晶體內部的一種具有特徵結構的綫缺陷。晶體的範性形變就是位錯運動的結果。
位錯理論有兩個不同的來源:一是連續介質彈性力學為處理內應力問題而引入的,在20世紀初,通過V.沃耳泰拉等人的工作而規模初具;另一來源是由於金屬單晶的實際強度衹有根據完整晶體估計的理論強度的千分之一,為探討晶體在低應力下範性形變的微觀機製而引入的。開始於20年代後期,通過U.德林格爾、M.波拉尼與E.奧羅萬等人的工作,逐步明確了晶體內部可能存在一種在切應力作用下易於運動從而使相鄰原子面相對滑動的位錯組態;到1934年G.I.泰勒與1939年J.Μ.伯格斯的匯流,奠定了晶體位錯理論的基礎。50年代中發展了一係列直接觀察位錯的實驗方法,確證晶體中存在位錯,並以大量的第一手的實驗資料,證實了位錯理論的基本論點和許多細節,為進一步發展位錯理論打下鞏固的基礎(見晶體缺陷的直接觀察)。
通常的彈性力學衹處理外加力作用下物體的行為。但實際上即使完全撤去外力,物體內部還可以有內應力存在。為了說明連續介質中存在內應力,必然引導到位錯的概念。沃耳泰拉設想如下的操作:將介質沿一任意面S剖開,施加外力於S面的兩側,使之産生剛性的相對位移。如果相對位移的操作造成空隙,則用同樣介質填補起來;如果介質重疊起來了,則將重疊部分挖去。然後將割面重新膠合起來,撤去外力。這樣一來,物體內部就有內應力存在。這裏的相對位移可以是平移或旋轉。沃耳泰拉曾經設想了六類基本組態,如圖1[沃耳泰拉位錯示意圖]所示。1927年A.E.H.樂甫統稱之為位錯。位錯引起的應力場連續地穿過膠合的割面處,因而割面在彈性場中不留下任何痕跡。割面的周界就是位錯綫。在位錯綫周圍的長程應力場可根據經典彈性力學方法來求解。應力的值和到位錯綫的距離成反比。外推到→0,應力將趨於無限大。這樣,位錯綫構成彈性場中的奇綫(圖1[沃耳泰拉位錯示意圖]中將奇綫附近全部挖空)。後來習用的位錯這一名詞通常衹指相對位移為平移的組態,即圖1 中的a[沃耳泰拉位錯示意圖]、b[沃耳泰拉位錯示意圖]c[沃耳泰拉位錯示意圖]。位錯所對應的平移矢量被稱為伯格斯矢量,它是確定位錯特徵的一個重要參量,位錯應力場的大小與其數值成正比,而位錯的能量則與成正比。若與位錯綫垂直(圖1中的b[沃耳泰拉位錯示意圖]、c[沃耳泰拉位錯示意圖]),這樣的位錯稱為刃型位錯;若與位錯綫平行(圖1中的d[沃耳泰拉位錯示意圖]) ,則稱為蠃型位錯;若既不平行,又不垂直,則為混合位錯。至於相對位移為旋轉的組態(圖1中的e[沃耳泰拉位錯示意圖]、f[沃耳泰拉位錯示意圖]、g[沃耳泰拉位錯示意圖]),後來改稱為旋錯,以區別於通常所述的位錯。
從連續介質過渡到晶體,沃耳泰拉所設想的形成位錯的操作依然可以進行。由於晶體中原子排列是周期性的,要避免在割面上引起原子錯排,位錯的應正好等於點陣平移矢量。這就是全位錯。圖2b[晶體中位錯的原子組態]畫出了簡單立方結構晶體中刃型位錯的原子組態,可看出,刃型位錯對應於原子平面中斷處的邊沿;圖2c[晶體中位錯的原子組態]畫出了蠃型位錯的原子組態。可看出,接近於和位錯綫垂直的原子面是蠃捲面,繞位錯綫一圈上升一個原子間距,位錯綫附近的原子組態的確切情況取决於原子間交互作用能最小的條件,應采用適當的點陣模型來處理;至於其長程應力場,則可套用連續介質彈性力學的計算結果。如果晶體中存在低能量的錯排面,例如密堆積結構中的堆垛層錯或有序合金的反相疇界(見面缺陷),就可能出現不全位錯,其矢量不等於(通常是小於)點陣平移矢量。這種位錯必然和相應的低能錯排面聯繫在一起。例如面心立方金屬中全位錯可以轉化為兩不全位錯夾住一片層錯的組態,這被稱為擴展位錯。
至於全旋錯,在通常晶體中 | | - n.: dislocation
| | 轉位, 脫位, 易位 | | |
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