晶体缺陷理论典型晶体结构中的位错.pptx

第4章 典型结构金属中的位错第1页/共116页第2页/共116页位错能量正比于b2=实际晶体中存在的柏氏矢量限于少数最短的平移矢量(最近邻的原子间距)，具有这种柏氏矢量的位错称为 单位位错 单位位错：面心立方 /2，体心立方 /2，密排六方 /3，平行于晶体的最密排方 向，该位错扫过之后滑移面上下原子排列整齐，故又称全位错或完整位错 第3页/共116页第4页/共116页第5页/共116页第6页/共116页第7页/共116页第8页/共116页第9页/共116页第10页/共116页 原子的堆垛方式面心立方与密排六方的配位数、致密度相同，就引发出不同结构晶体中原子排列的问题。第11页/共116页 第12页/共116页第13页/共116页第14页/共116页第15页/共116页第16页/共116页第17页/共116页第18页/共116页第19页/共116页第20页/共116页第21页/共116页87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321fcc：ABCABCAB.hcp：ABABABAB.从第1层到第8层的原子排列纸面为第22页/共116页第23页/共116页第24页/共116页第25页/共116页第26页/共116页87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321抽去第4层的A位置原子，原第5层B以上的原子逐层落下来，排列成为了ABCBCABC，出现了内禀层错，即在fcc结构中形成了BCBC的hcp结构，及BCB与CBC孪晶。抽出第27页/共116页第28页/共116页第29页/共116页87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321在第4与第5层之间插入一层的C位置原子，第5层以上原子逐层上一个原子间距，排列成为了ABCACBCABC，出现了外延层错，即在fcc结构中形成了CAC和CBC的hcp结构，及孪晶。插入第30页/共116页第31页/共116页87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321在切应力作用下，第4层原子由A位置滑移到B位置，其上各层原子依次滑移，排列成为了ABCBCABC，出现了内禀层错，即在fcc结构中形成了BCBC的hcp结构，及BCB与CBC孪晶。与抽出型层错相同。滑移第32页/共116页第33页/共116页第34页/共116页第35页/共116页第36页/共116页第37页/共116页不全位错 部分位错 柏氏矢量小于最短的平移矢量 不全位错 柏氏矢量不等于最短的平移矢量的整数倍，层错与正常晶体的交界处 不全位错扫过之后，滑移面上下原子产生错排，形成 层错 堆垛层错正常的堆垛顺序被扰乱 层错破坏了晶体的周期性，使能量增加，但层错不产生点阵畸变，层错能比晶界能低得多 第38页/共116页第39页/共116页第40页/共116页第41页/共116页第42页/共116页第43页/共116页第44页/共116页第45页/共116页第46页/共116页第47页/共116页第48页/共116页见弗兰克不全位错swf第49页/共116页第50页/共116页第51页/共116页第52页/共116页位错反应位错之间的相互转化 位错的能量越低越稳定 第53页/共116页第54页/共116页第55页/共116页第56页/共116页（1）晶胞中选取四个近邻原子位置，、，分别为D、B、A、C点。（2）A、B、C、D相连构成正四面体，为Thmpson。（3）BCD面中心、ACD面中心、ABD面中心、ABC面中心。（4）四面体面为滑移面，2个英文字母表示全位错柏氏矢量1/2，如AB等12组；同面英文希腊字母表示Shockley不全位错柏氏矢量1/6，如A等24组；异面英文希腊字母表示Frank不全位错柏氏矢量1/3，如A等8组；2个希腊字母表示的不全位错柏氏矢量1/6，如等12组。第57页/共116页（5）各个面的法线指向四面体外，为正向；指向四面体内为负向。2个负面之间夹角为锐角，2个正面之间夹角为钝角，1个正面和1个负面之间的夹角为锐角。第58页/共116页第59页/共116页第60页/共116页扩展位错第61页/共116页第62页/共116页第63页/共116页第64页/共116页第65页/共116页第66页/共116页第67页/共116页第68页/共116页第69页/共116页第70页/共116页第71页/共116页第72页/共116页扩展位错的运动先需要束集第73页/共116页第74页/共116页第75页/共116页第76页/共116页扩展位错的束集 交滑移 第77页/共116页第78页/共116页第79页/共116页第80页/共116页第81页/共116页第82页/共116页第83页/共116页第84页/共116页第85页/共116页2密排六方晶体中的位错第86页/共116页第87页/共116页第88页/共116页第89页/共116页第90页/共116页抽去一层+平移第91页/共116页滑移第92页/共116页87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp：ABABAB.hcp：ABACACAC.抽去第4层B原子，第5层原子下落，再切动滑移到C位置，第6层原子下落，切动滑移到A位置，产生一个次近邻层错BAC纸面为I1型堆垛层错抽出+切动第93页/共116页87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp：ABABAB.hcp：ABABCACAC.第5层原子由A位置滑移到C位置，第6层以上原子依次滑移一个原子间距，产生2个次近邻层错ABC和BAC纸面为I2型堆垛层错滑移第94页/共116页插一层不同位置的原子第95页/共116页87654321A B C A B C A B C A B C A BA B C A B C A B C A B C A B87654321hcp：ABABAB.hcp：ABABCABABAB.在第5层插入C原子，第6层以上原子逐层上移一个原子间距，产生3个次近邻层错ABC、BCA和CAB.纸面为E型堆垛层错插入第96页/共116页第97页/共116页第98页/共116页第99页/共116页3体心立方晶体中的位错第100页/共116页第101页/共116页第102页/共116页第103页/共116页第104页/共116页第105页/共116页第106页/共116页第107页/共116页第108页/共116页第109页/共116页第110页/共116页第111页/共116页第112页/共116页第113页/共116页第114页/共116页第115页/共116页感谢您的观看。第116页/共116页