发布时间 : 星期日 文章材料科学基础笔记1 - 图文更新完毕开始阅读
散才能进行，故把攀移运动称为非守恒运动；而相对应的位错滑移为守恒运动，位错攀移需要热激活，较之或以所需的能力更大，攀移为非保守运动，改变晶体体积，正攀移使体积减小，负攀移使体积增大。
（3）运动位错的交割
当一位错在某一滑移面上运动时，会与穿过滑移面的其他位错交割。 若形成的曲折线段就在位错的滑移面上时——扭折 若形成的曲折线段垂直于位错的滑移面时——割阶
有时位错的攀移可理解为割阶沿位错线逐步推移，而使位错线上升或下降，因而攀移过程与割阶的形成能和移动速度有关。
刃型位错的割阶为刃型位错，其扭折线段为螺型位错 螺型位错的割阶为刃型位错，其扭折线段也为刃型位错
形成曲折线段的这部分位错大小取决于另一位错，但它的柏氏矢量为原位错。
位错交割后，每根位错线上都可能产生扭折或割阶，其大小和方向取决于另一位错的柏氏矢量，但具有原位错的柏氏矢量，所有的割阶都是刃型位错，扭折可以是刃型的，也可以是螺型的，扭折与原位错线在同一滑移面上，可随主位错线一道运动，几乎不产生阻力，而且扭折在线张力作用下消失，但割阶与原位错线不在同一滑移面上，故除非割阶产生攀移，否则割阶就不能随主位错线一道运动，成为位错运动的障碍——割阶硬化
带割阶的位错运动分为三种情况：a.割阶高度为1-2个原子间距，在足够大的外力作用下，螺型位错可把割阶拖着走，在割阶后面留下一排点缺陷。b.割阶高度很大，20nm以上，它们各自独立在各自的滑移面上滑移，以割阶为轴，在滑移面上旋转。c.高度在上述之间，形成位错环。
17.位错的弹性性质
（1）里面应力分量的第一个下标表示应力作用面的外法线方向，第二个下标表示应力的指向，只要6个应力分量就可决定任一点的应力状态。
（2）对于螺型位错，只有切应力分量，无正应力分量，说明螺位错不会引起警惕的膨胀和收缩。螺位错产生的切应力分量只与切应变有关，螺位错的应力场是轴对称分布的，即与位错等距离的各处，其切应力值相等，并随着与位错距离的增大，应力值减小。
对于刃型位错，同时存在正应力分量与切应力分量，且大小与G.b成正比，
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与切应变成反比，随着位错距离增大，应力值减小。平行于位错线的直线上，任一点的应力均相同。应力场对称于多余的半原子面。在滑移面上，没有正应力，只有切应力，且切应力达到极大值。正刃型位错的位错滑移面上侧为正应力，滑移面下侧为张应力。
（3）位错的应变能
位错周围点阵畸变引起弹性应力场导致晶体能量的增加，这部分能量称为位错的应变能——位错的能量。
分为两部分：位错中心畸变能和位错应力场引起的弹性应变能 单位长度刃型位错的应变能和螺型位错的应变能的表达式要会
直线位错的应变能小于弯曲位错的——位错线有尽量变直或缩短长度的趋势。位错的存在会使体系的内能增大，虽然位错的存在也会引起晶体中熵值的增大，但相对来说，熵值增加有限，可忽略不计，因此位错的存在使晶体处于高能的不稳定状态，可见位错是热力学不稳定的晶体缺陷。（与点缺陷作对比）
（4）位错的线张力
为了降低能量，位错线有力求缩短的倾向，故在位错线上，存在一种使其变直的线张力T，其表达式要熟记。位错的线张力不仅使位错变直，而且也是晶体中位错呈三维网络分布的原因
τ=Gb/2r——一条两端固定的位错在切应力τ的作用下将呈曲率半径r的弯曲。
（5）作用在位错线上的力——使位错运动
Fd=τb Fd：作用在单位长度位错线上的力，方向与位错垂直，指向滑移面的未滑移部分。这是一种组态力，它不代表位错附近原子实际所受到的力，也区别于晶体上的力，Fd的方向与外切应力的方向可以不同，对于纯螺型位错，Fd垂直于外切应力。
切应力作用在滑移面上——滑移力
正应力作用——刃型位错——垂直于滑移面方向运动（攀移）——攀移力——Fy=-σb
作用在单位长度刃型位错上的攀移力的方向与位错线攀移方向一致，也垂直于位错线。σ是作用在多余半原子面上的正应力，它与b平行。负号表示σ为拉应力时，Fy向下，σ为压应力时，Fy向上。即压应力使位错正攀移，拉应力使位错负攀移。
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（6）位错间的交互作用力 a.两平行螺位错 b.两平行刃型位错
两种情况要弄清，图要弄懂。 18.位错的生成与增殖
位错密度定义为单位体积晶体中所含位错线的总长度。 位错的生成来源要记住
位错的增殖（F-R源）——很重要，图要会画，要记住具体是如何增殖的。 19.实际晶体中的位错
（1）柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错——单位位错
柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错——全位错（柏氏矢量为沿滑移方向的原子间距的整数倍）
柏氏矢量不等于点阵矢量的整数倍的位错——不全位错 柏氏矢量小于点阵矢量的位错——部分位错
（2）全位错滑移后晶体原子排列不变，不全位错滑移后原子排列规律有变化
（3）柏氏矢量的条件：a.晶体结构条件是柏氏矢量必须连接一个原子平衡位置到另一个平衡位置。b.能量条件：由于位错能量正比于b的平方，因此b越小越稳定，单位位错是最稳定的位错。
（4）堆垛层错（概念）
实际晶体结构中，密排面和正常堆垛顺序有可能遭到破坏和错排，称为堆垛层错。
形成层错时几乎不产生点阵畸变，但它破坏了晶体的完整性和正常的周期性，使电子发生反常的衍射效应，故使晶体的能量有所增加，这部分增加的能量称为“堆垛层错能”。
（5）不全位错
若堆垛层错不是发生在晶体的整个原子面上，而只是部分区域存在，那么在层错与完整晶体的交界处就存在柏氏矢量不等于点阵矢量的不全位错。
a.肖克利不全位错
可以是纯刃型，纯螺型，或混合型，可以在其所在的{111}面（密排面）上滑移，滑移的结果使层错扩大或缩小，但不能攀移，不能交滑移。
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b.弗兰克不全位错
与抽出型层错联系的不全位错通常称负弗兰克不全位错，而与插入型层错相联系的不全位错称为正弗兰克不全位错。它们的柏氏矢量都垂直于层错面{111}，但方向相反，属于纯刃型位错，但不能滑移，只能通过点缺陷的运动沿层错面进行攀移，使层错面扩大或缩小，所以弗兰克不全位错称为不滑动位错/固定位错。而肖克利不全位错属于可动位错。不全位错的柏氏回路起始点必须从层错上出发。
（6）位错反应
几何条件 能量条件必须同时满足 （7）扩展位错
a.把一个权威错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态——扩展位错
b.扩展位错的宽度的表达式要会
c.当扩展位错的局部区域受到某种障碍时，扩展位错在外切应力作用下其宽度将会缩小，甚至重新收缩成原来的全位错——束集（可看做扩展位错的反过程）
由于扩展位错只能在其所在滑移面上运动，因此若要进行交滑移，扩展位错必须首先束集成全螺位错，然后再由该权威错交滑移到另一滑移面上，并在新的滑移面上重新分解为扩展位错，继续进行滑移。
扩展位错可在滑移面上滑移，即层错区在滑移面上移动，扩展位错不能攀移。 层错能越大，扩展位错宽度越窄，扩展位错不易，束集容易，交滑移容易 （8）面角位错——fcc中除了弗兰克位错外又一类固定位错 其具体描述以及面角位错的生成要会，并能够自己描述出来 20.表面及界面（考概念） （1）外表面
晶体表面单位面积自由能的增加称为表面能。
原子密排的表面具有最小的表面能，若以原子密排面作表面时，晶体的能量最低，最稳定，所以自由晶体暴露在外的表面通常是低表面能的原子密排晶面。
（2）晶界和亚晶界
a.多数晶体物质由许多晶粒所组成，属于同一固相但位相不同的晶粒之间的界面称为晶界，它是一种内界面。
b.相邻亚晶粒之间的界面称为亚晶界。
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