上海交大考研材料科学基础总结 - 图文 联系客服

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※每个顶点与其中心的连线共代表24个(a/6)<112> 肖克莱不全位错的b矢量

※4个顶点到它所对的三角形中点连线代表8个(a/3)<111>弗兰克不全位错的b矢量 ※4个面中心相连即为(a/6)<110> 压杆位错

b.扩展位错

一种特殊的位错组态,系由两个不全位错以及在两个不全位错之间的一片层错所构成。一般由全位错分解而成。 扩展位错:通常把一个全位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称为扩展位错 aaa 101?112?211266

(1)扩展位错的宽度:

G(b1?b2) d?2??

(2)扩展位错的束集:在外切应力作用下,层错宽度减小至零,局部收缩成原来的全位错:

??????位错扩展的反过程

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(3)扩展位错的交滑移

扩展位错=>束集=>交滑移=>重新扩展(在新滑移面上)

扩展位错的交滑移比全位错困难,层错能越低,扩展位错越宽,交滑移越困难 c.位错网络 d.面角位错

面角位错对面心立方的加工硬化可起重大作用 6.其他晶体中的位错 a.体心立方晶体中的位错

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单位位错:(a/2)<111>, 滑移方向<111>, 通常可能的滑移面有{110},{112},{123},随成分、温度计变形速度而异。

交滑移=>滑移线呈波纹形<=层错能高,不易出现扩展位错 滑移切应力的不对称性

<111>螺位错的核心具有独特的性质

3.3表面及界面

界面包括:外表面(自由表面)和内界面 表面:固体与气体或液体的分界面

界面:几个原子层厚,原子排列于成分不同于内部 3.3.1外表面

表面能:定义为形成单位面积的新表面所需做的功 3.3.2晶界和亚晶界

晶界:属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面(内界面) 晶界具有5个自由度:两晶粒的位相差(3),界面的取向(2) 1.小角度晶界

扭转晶界:一般小角度晶界都可看成两部分晶体绕某一轴旋转一角度而形成,不过该转轴即不平行也不垂直晶界,故可看成一系列刃位错,螺位错或混合位错的网络组成。 2.大角度晶界

大角度晶界:相邻晶粒在交界处的形状不是光滑的曲面,而是由不规则台阶组成的 重合位置点阵 3.晶界能

晶界能:形成单位面积晶面时,系统自由能的变化,即dF/dA

晶界的界面能的测量

?23?31?? 12?sin?12sin?23sin?31

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4.晶界特性

1)晶界处点阵畸变大,存在晶界能,故晶粒长大和晶界平直化是一个自发过程 2)晶界处原子排列不规则→阻碍塑性变形→Hb,sb↑(细晶强化) 3)晶界处存在较多缺陷(位错、空位等)→有利原子扩散 4)晶界能量高→固态相变先发生,d↓形核率↑ 5)晶界能高→晶界腐蚀速度↑

亚晶界:每个晶粒有时又由若干个位向稍有差异的亚晶粒所组成,相邻亚晶粒间的界面称为亚晶界。

※事实上每个晶粒中还可分成若干个更为细小的亚晶粒(0.001mm),亚晶粒之间存在着小的位相差,相邻亚晶粒之间的界面成为亚晶界。亚晶粒更接近于理想的单晶体。 ※位相差一般小于2度,属于小角度晶界,具有晶界的一般特征。

3.3.3孪晶界 Twin boundary

孪晶——指两个晶体(或一个晶体的两部分)沿一个公共晶面构成对称的位相关系,这两个晶体就称为孪晶,这个公共的晶面即成为孪晶面

共格孪晶界:即孪晶面,其上的原子同时位于两侧晶体点阵的节点上,为两者共有。无畸变的完全共格界面,界面能(约为普通晶界能1/10)很低很稳定

非共格孪晶界:孪晶界相对于孪晶面旋转一角度,其上的原子只有部分为两者共有,原子错排校严重,孪晶能量相对较高,约为普通晶界的1/2 孪晶的形成:

1.形变孪晶:连续的(1/6)<112>类型的滑移 2.生长孪晶 3.退火孪晶

孪晶的形成与堆垛层错密度相关,如fcc的{111}面发生堆垛层错时为ABCACBACBA △ △ △ △ △ △ △ → △ △ △ ▽ ▽ ▽ ▽ ▽ CAC处为堆垛层错

孪晶与层错密切相关→一般层错能高的晶体不易产生孪晶

3.3.4相界

相界:具有不同结构的两相之间的分界面称为相界 共格界面:界面上的原子同时位于两相晶格 的节点上,弹性畸变

半共格相界:两相结构相近而原子间距相差较大时,

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