• 欢迎进入材料科学世界,一起探索材料奥秘
  • 收藏本站,获取最新材料前沿资讯

【材料课堂】位错的基本类型和特征!

基础知识 mse_material 1789阅读 扫描二维码

位错的基本类型和特征

晶体在不同的应力状态下,其滑移方式不同。根据原子的滑移方向和位错线取向的几何特征不同,位错分为刃位错、螺位错和混合位错。

 

1. 刃位错

(1)形成及定义:

晶体在大于屈服值的切应力τ作用下,以ABCD面为滑移面发生滑移。AD是晶体已滑移部分和未滑移部分的交线,犹如砍入晶体的一把刀的刀刃,即刃位错(或棱位错)。

 

刃型位错形成的原因:

晶体局部滑移造成的刃型位错

 

(2)几何特征:

位错线与原子滑移方向相垂直;滑移面上部位错线周围原子受压应力作用,原子间距小于正常晶格间距;滑移面下部位错线周围原子受拉应力作用,原子间距大于正常晶格间距。

 

刃型位错的分类:

分类:正刃位错,“┴” ;负刃位错,“┬” 。符号中水平线代表滑移面,垂直线代表半个原子面。

 

(3)刃型位错的结构特征

①有一额外的半原子面,分正和负刃型位错;

②位错线可理解为是已滑移区与未滑移区的边界线,可是直线也可是折线和曲线,但它们必与滑移方向和滑移矢量垂直;

③只能在同时包含有位错线和滑移矢量的滑移平面上滑移;

④位错周围点阵发生弹性畸变,有切应变,也有正应变;点阵畸变相对于多余半原子面是左右对称的,其程度随距位错线距离增大而减小。就正刃型位错而言,上方受压,下方受拉。

⑤位错畸变区只有几个原子间距,是狭长的管道,故是线缺陷。

 

2. 螺位错

(1)形成及定义:

晶体在外加切应力τ作用下,沿ABCD面滑移,图中AD线为已滑移区与未滑移区的分界处。由于位错线周围的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面,形成螺位错。

晶体局部滑移造成的螺型位错

 

(2)几何特征:位错线与原子滑移方向相平行;位错线周围原子的配置是螺旋状的。螺型位错的分类:有左、右旋之分。它们之间符合左手、右手螺旋定则。

 

(3)结构特征

①螺型位错的结构特征无额外的半原子面,原子错排是轴对称的,分右旋和左旋螺型位错;

②螺型位错线与滑移矢量平行,故一定是直线,位错线移动方向与晶体滑移方向垂直;

③滑移面不是唯一的,包含螺型位错线的平面都可以作为它的滑移面;

④位错周围点阵也发生弹性畸变,但只有平行于位错线的切应变而无正应变,即不引起体积的膨胀和收缩;

⑤位错畸变区也是几个原子间距宽度,同样是线位错。

 

3.混合位错

在外力τ作用下,两部分之间发生相对滑移,在晶体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向(伯氏矢量b),这样的位错称为混合位错。如下图所示。

 

位错线上任意一点,经矢量分解后,可分解为刃位错和螺位错分量。晶体中位错线的形状可以是任意的,但位错线上各点的伯氏矢量相同,只是各点的刃型、螺型分量不同而已。

混合位错特征:混合位错可分为刃型分量和螺型分量,它们分别具有刃位错和螺位错的特征。刃:ξ⊥b ;螺:ξ∥b (ξ为位错线正向)。

 

注意:位错线是已滑移区与未滑移区的边界线,所以一根位错线不能终止于晶体内部,而只能露头于晶体表面(包括晶界)。若它终止于晶体内部,则必与其他位错线相连接,或在晶体内部形成封闭线。形成封闭线的位错称为位错环。位错环(dislocation loop)是一种典型的混合位错。

 

4. 位错类型的判定

 

本文来自“材子考研”。

 

喜欢 (1)分享 (0)