再说一次柏氏矢量.ppt

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1、再说一次柏氏矢量,材料科学基础第五章,单晶体在切应力作用下的变形,刃型位错,螺型位错,位错运动电镜观察,刃型位错柏氏矢量的确定,代表位错，并表示其特征（强度、畸变量）；反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。 通常将柏氏矢量称为位错强度，该矢量的模|b|表示了畸变的程度，称为位错的强度。 位错的许多性质如位错的能量，所受的力，应力场，位错反应等均与其有关。它也表示出晶体滑移时原子移动的大小和方向。,柏氏矢量的物理意义,柏氏矢量的物理意义,表示晶体滑移的方向和大小,当一个刃型位错沿滑移面滑过整个晶体，就会在晶体表面产生宽度为一个柏氏矢量b的台阶，造成晶体的塑性变形。 在滑移时，刃型位错的

2、移动方向一定是与位错线相垂直，即与其柏氏矢量相一致。 位错线沿着滑移面移动时，它所扫过的区域是已滑移区，而位错线未扫过的区域为示滑移区。,图 刃型位错滑移导致晶体塑性变形的过程,柏氏矢量的物理意义,表示晶体滑移的方向和大小,图 螺型位错滑移导致晶体塑性变形的过程,在切应力作用下，螺型位错的移动方向是与其柏氏矢量相垂直。对于螺型位错，由于位错线与柏氏矢量平行，所以它不象刃型位错那样具有确定的滑移面，而可在通过位错线的任何原子平面上滑移。如果螺型位错在某一滑移面滑移后转到另一通过位错线的临近滑移面上滑移的现象称为交滑移。,思考,怎样判断位错线的移动方向？,混合位错 晶体中已滑移区与未滑移区的边界线

3、（即位错线）既不平行也不垂直于滑移方向，即滑移矢量与位错线成任意角度，这种晶体缺陷称为混合型位错。 混合型位错可分解为刃型位错分量和螺型位错分量。,图 晶体局部滑移形成混合位错,图 混合位错的原子组态,图 三种类型位错的矢量图解法,用柏氏矢量可判断位错的类型,柏氏矢量的物理意义,用柏氏矢量可以表示晶体滑移的方向和大小。位错运动导致晶体滑移时，滑移量大小即柏氏矢量b，滑移方向即为柏氏矢量的方向。,由于混合位错可以分解为刃型和螺型两部分，因此，不难理解，混合位错在切应力作用下，也是沿其各线段的法线方向滑移，并同样可使晶体产生与其柏氏矢量相等的滑移量。,（a）位错环 （b）位错环运动后产生的滑移 图

4、 位错环的滑移,柏氏矢量的特征 一条位错线具有唯一的柏氏矢量。 位错具有连续性，不能中断于晶体内部。其存在形态可形成一个闭合的位错环，或连接于其他位错，或终止在晶界，或露头于晶体表面。,刃型位错除了可以在滑移面上滑移外，还可垂直于滑移面发生攀移。 当半原子面下端的原子跳离，即空位迁移到半原子面下端时，半原子面将缩短，表现为位错向上移动，这种移动叫做正攀移。反之叫做负攀移。 位错攀移时伴随着物质的迁移，需要扩散才能实现。因为攀移需要原子扩散，所以较之滑移所需的能量更大。对于大多数金属，这种运动在室温下很难进行。因此，位错攀移时需要热激活，也就是比滑移需要更大的能量。 通常称攀移为“非守恒运动”，

5、滑移则称为“守恒运动”。,位错除滑移外：攀移,3.位错运动的交割 对于在滑移面上运动的位错来说，穿过此滑移面的其它位错称为林位错。林位错会阻碍位错的运动，但是若应力足够大，滑动的位错将切过林位错继续前进。位错互相切割的过程称为位错交割或位错交截。 一般情况下，两个位错交割时，每个位错上都要新产生一小段位错，它们的柏氏矢量与携带它们的位错相同，它们的大小与方向决定于另一位错的柏氏矢量。 当交割产生的小段位错不在所属位错的滑移面上时，则成为位错割阶，如果小段位错位于所属位错的滑移面上，则相当于位错扭折。,两根互相垂直的刃型位错的交割 （柏氏矢量互相平行）,两根互相垂直的刃型位错的交割 （柏氏矢量互

6、相垂直）,图 两个柏氏矢量互相垂直刃型位错交割,螺型位错与螺型位错的交割,图 螺型位错与螺型位错的交割,位错割阶 刃型位错,位错扭折 刃型位错,刃型位错与螺型位错的交割,图 刃型位错与螺型位错的交割,位错割阶 刃型位错,位错扭折 刃型位错,位错密度 晶体中所含位错的多少可用位错密度来表示。位错密度定义为单位体积晶体中所含位错线的总长度，其表达式为 若为了简便起见，可把晶体中的位错线视为一些直线，而且是平行地从晶体的一端延伸到另一端，于是位错密度就可被视为垂直于位错线的单位截面中所穿过的位错线数目，即,图 晶体位错密度和强度关系示意图,柏氏矢量特征,若位错可分解，则分解后各分位错的柏氏矢量之和等于原位错的柏氏矢量。,思考题,判定下列位错反应能否进行？若能进行，试在晶胞上作出矢量图。,