伯氏矢量的方向即位错运动导致晶体滑移矢量的方向,那么混合位错中晶体滑移矢量的方向不是不变的吗?为什么混合位

材料科学基础基本概念和名词解释04
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材料科学基础基本概念和名词解释04
晶体缺陷;单晶体:是指在整个晶体内部原子都按照周期性的规则;多晶体:是指在晶体内每个局部区域里原子按周期性的;点缺陷(Pointdefects):最简单的晶体;线缺陷(Lineardefects):在一个方向;面缺陷(Planardefects):在两个方向;晶体中点阵结点上的原子以其平衡位置为中心作热振动;肖脱基(Schottky)空位:迁移到晶体表面或;
晶体缺陷 单晶体:是指在整个晶体内部原子都按照周期性的规则排列。多晶体:是指在晶体内每个局部区域里原子按周期性的规则排列,但不同局部区域之间原子的排列方向并不相同,因此多晶体也可看成由许多取向不同的小单晶体(晶粒)组成点缺陷(Point defects):最简单的晶体缺陷,在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列。在空间三维方向上的尺寸都很小,约为一个、几个原子间距,又称零维缺陷。包括空位vacancies、间隙原子interstitial atoms、杂质impurities、溶质原子solutes等。线缺陷(Linear defects):在一个方向上的缺陷扩展很大,其它两个方向上尺寸很小,也称为一维缺陷。主要为位错dislocations。面缺陷(Planar defects):在两个方向上的缺陷扩展很大,其它一个方向上尺寸很小,也称为二维缺陷。包括晶界grain boundaries、相界phase boundaries、孪晶界twin boundaries、堆垛层错stacking faults等。晶体中点阵结点上的原子以其平衡位置为中心作热振动,当振动能足够大时,将克服周围原子的制约,跳离原来的位置,使得点阵中形成空结点,称为空位vacancies肖脱基(Schottky)空位:迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置,使晶体内部留下空位。 弗兰克尔(Frenkel)缺陷:挤入间隙位置,在晶体中形成数目相等的空位和间隙原子。 晶格畸变:点缺陷破坏了原子的平衡状态,使晶格发生扭曲,称晶格畸变。从而使强度、硬度提高,塑性、韧性下降;电阻升高,密度减小等。热平衡缺陷:由于热起伏促使原子脱离点阵位置而形成的点缺陷称为热平衡缺陷(thermal equilibrium defects),这是晶体内原子的热运动的内部条件决定的。过饱和的点缺陷:通过改变外部条件形成点缺陷,包括高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照等,这时的点缺陷浓度超过了平衡浓度,称为过饱和的点缺陷(supersaturated point defects) 。位错:当晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体发生局部滑移时,滑移面上滑移区与未滑移区的交界线称作位错刃型位错:当一个完整晶体某晶面以上的某处多出半个原子面,该晶面象刀刃一样切入晶体,这个多余原子面的边缘就是刃型位错。刃型位错线可以理解为已滑移区和未滑移区的分界线,它不一定是直线螺型位错:位错附近的原子是按螺旋形排列的。螺型位错的位错线与滑移矢量平行,因此一定是直线混合位错:一种更为普遍的位错形式,其滑移矢量既不平行也不垂直于位错线,而与位错线相交成任意角度。可看作是刃型位错和螺型位错的混合形式。柏氏矢量 b: 用于表征不同类型位错的特征的一个物理参量,是决定晶格偏离方向与大小的向量,可揭示位错的本质。位错的滑移(守恒运动):在外加切应力作用下,位错中心附近的原子沿柏氏矢量b方向在滑移面上不断作少量位移(小于一个原子间距)而逐步实现。交滑移:由于螺型位错可有多个滑移面,螺型位错在原滑移面上运动受阻时,可转移到与之相交的另一个滑移面上继续滑移。如果交滑移后的位错再转回到和原滑移面平行的滑移面上继续运动,则称为双交滑移。 位错滑移的特点1) 刃型位错滑移的切应力方向与位错线垂直,而螺型位错滑移的切应力方向与位错线平行;2) 无论刃型位错还是螺型位错,位错的运动方向总是与位错线垂直的;(伯氏矢量方向代表晶体的滑移方向)3) 刃型位错引起的晶体的滑移方向与位错运动方向一致,而螺型位错引起的晶体的滑移方向与位错运动方向垂直;4) 位错滑移的切应力方向与柏氏矢量一致;位错滑移后,滑移面两侧晶体的相对位移与柏氏矢量一致。5) 对螺型位错,如果在原滑移面上运动受阻时,有可能转移到与之相交的另一滑移面上继续滑移,这称为交滑移 (双交滑移) 派-纳力:晶体滑移需克服晶体点阵对位错的阻力,即点阵阻力位错的攀移(非守恒运动):刃型位错在垂直于滑移面方向上的运动,主要是通过原子或空位的扩散来实现的(滑移过程基本不涉及原子的扩散)。位错在某一滑移面上运动时,对穿过滑移面的其它位错(林位错)的交割。包括扭折和割阶。 扭折:位错交割形成的曲折线段在位错的滑移面上时,称为扭折。割阶:若该曲折线段垂直于位错的滑移面时,称为割阶。位错交割的特点1) 运动位错交割后,在位错线上可能产生一个扭折或割阶,其大小和方向取决于另一位错的柏氏矢量,但具有原位错线的柏氏矢量(指扭折或割阶的长度和方向)2) 所有的割阶都是刃型位错,而扭折可以是刃型也可是螺型的。3) 扭折与原位错线在同一滑移面上,可随位错线一道运动,几乎不产生阻力,且在线张力的作用下易于消失;4)割阶与原位错不在同一滑移面上,只能通过攀移运动,所以割阶是位错运动的障碍--- 割阶硬化位错的应变能:位错周围点阵畸变引起的弹性应力场,导致晶体能量的增加,称为位错的应变能或位错的能量。 位错密度:单位体积内所包含的位错线总长度。= L / V (cm-2)一般,位错密度也定义为单位面积所见到的位错数目= n / A (cm-2)单位位错 Unit dislocation:柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错全位错 Perfect dislocation:柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错,全位错滑移后晶体原子排列不变不全位错 Imperfect dislocation:柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错,不全位错滑移后晶体原子排列规律变化部分位错 Partial dislocation:柏氏矢量小于点阵矢量的位错堆垛层错:实际晶体结构中,密排面的正常堆垛顺序有可能遭到破坏和错排,称为堆垛层错,简称层错。位错反应:位错线之间可以合并或分解,称为位错反应界面interface:通常包含几个原子层厚的区域,其原子排列及化学成分不同于晶体内部,可视为二维结构分布,也称为晶体的面缺陷。包括:外表面和内界面外表面:指固体材料与气体或液体的分界面。它与摩擦、吸附、腐蚀、催化、光学、微电子等密切相关。内界面:分为 晶粒界面、亚晶界、孪晶界、层错、相界面等。表面能:晶体表面单位面积自由能的增加,可理解为晶体表面产生单位面积新表面所作的功 γ = dW/ds小角度晶界:(Low-angle grain boundary)相邻晶粒的位相差小于10o亚晶界一般为2o左右。 对称倾斜晶界:(symmetric tilt boundary) 晶界两侧晶体互相倾斜 晶界的界面对于两个晶粒是对称的,其晶界视为一列平行的刃型位错组成。大角度晶界:(High-angle grain boundary) 相邻晶粒的位相差大于10o重合位置点阵:当两个相邻晶粒的位相差为某一值时,若设想两晶粒的点阵彼此通过晶界向对方延伸,则其中一些原子将出现有规律的相互重合。由这些原子重合位置所组成的比原来晶体点阵大的新点阵,称为重合位置点阵。晶界特性1)晶粒的长大和晶界的平直化能减少晶界面积和晶界能,在适当的温度下是一个自发的过程;须原子扩散实现2) 晶界处原子排列不规则,常温下对位错的运动起阻碍作用,宏观上表现出提高强度和硬度;而高温下晶界由于起粘滞性,易使晶粒间滑动;3) 晶界处有较多的缺陷,如空穴、位错等,具有较高的动能,原子扩散速度比晶内高;4) 固态相变时,由于晶界能量高且原子扩散容易,所以新相易在晶界处形核;5) 由于成分偏析和内吸附现象,晶界容易富集杂质原子,晶界熔点低,加热时易导致晶界先熔化; 过热6)由于晶界能量较高、原子处于不稳定状态,以及晶界富集杂质原子的缘故,晶界腐蚀比晶内腐蚀速率快。孪晶 Twins:两个晶体(或一个晶体的两部分)沿一个公共晶面构成镜面对称的位相关系,这两个晶体称为孪晶;这一公共晶面称为孪晶面(孪晶界) Twin plane (boundary)。相界:具有不同结构的两相之间的分界面称为“相界”非共格界面(non-coherent interface):当两相邻晶体在界面处的晶面间距相差很大时,这种相界与大角度晶界相似,可看成是由原子不规则排列的薄过渡层构成 变形 塑性变形的方式:主要通过滑移和孪生、还有扭折。滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。 滑移带:滑移线的集合构成滑移带,滑移带是由更细的滑移线所组成,滑移系:一个滑移面和其上的一个滑移方向构成一个滑移系临界切应力:滑移只能在切应力的作用下发生,产生滑移的最小切应力称临界切应力。 滑移是通过滑移面上的位错的运动来实现的孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生的切变。发生切变的部分称孪生带或孪晶,沿其发生孪生的晶面称孪生面孪生与滑移的主要区别1
孪生通过晶格切变使晶格位向改变,使变形部分与未变形部分呈镜面对称;而滑移不引起晶格位向改变。2
孪生时,相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距;而滑移时滑移面两侧晶体的相对位移量是原子间距的整数倍。3
孪生所需要的切应力比滑移大得多,变形速度大得多退火孪晶:由于相变过程中原子重新排列时发生错排而产生的,称退火孪晶位错的塞积:当位错运动到晶界附近时,受到晶界的阻碍而堆积起来,称位错的塞积细晶强化:通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬度、塑性和韧性的方法称细晶强化 因为晶粒越细,单位体积内晶粒数目越多,参与变形的晶粒数目也越多,变形越均匀,使在断裂前发生较大的塑性变形。强度和塑性同时增加,金属在断裂前消耗的功也越大,因而其韧性也比较好。 固溶强化:随溶质含量增加,固溶体的强度、硬度提高,塑性、韧性下降,称固溶强化 原因:由于溶质原子与位错相互作用的结果,溶质原子不仅使晶格发生畸变,而且易被吸附在位错附近形成柯氏气团,使位错被钉扎住,位错要脱钉,则必须增加外力,从而使变形抗力提高柯氏Cotrell气团――溶质原子的偏聚现象。在位错线附近存在溶质原子偏聚,位错的滑移受到约束和钉扎作用,塑性变形难度增加,金属材料的强度增加。 弥散强化:当在晶内呈颗粒状弥散分布时,第二相颗粒越细,分布越均匀,合金的强度、硬度越高,塑性、韧性略有下降,这种强化方法称弥散强化或沉淀强化。原因:由于硬的颗粒不易被切变,因而阻碍了位错的运动,提高了变形抗力 加工硬化:随冷塑性变形量增加,金属的强度、硬度提高,塑性、韧性下降的现象称加工硬化原因:随变形量增加, 位错密度增加,由于位错之间的交互作用(堆积、缠结),使得位错难以继续运动,从而使变形抗力增加;这是最本质的原因 形变织构:由于晶粒的转动,当塑性变形达到一定程度时,会使绝大部分晶粒的某一位向与变形方向趋于一致,这种现象称形变织构或择优取向。内应力是指平衡于金属内部的应力。是由于金属受力时, 内部变形不均匀而引起的。金属发生塑性变形时,外力所做的功大部分转化为热能,只有10%转化为内应力残留于金属中.回复与再结晶 回复recovery:是指新的无畸变晶粒出现前所产生的亚结构和性能变化的阶段。金属中的点缺陷及位错近距离迁移而引起的晶内某些变化。如空位与其他缺陷合并、同一滑移面上的异号位错相遇合并而使缺陷数量减少等。再结晶recrystallization:是指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程。在开始阶段,在畸变较大的区域里产生新的无畸变的晶粒核心,即再结晶的形核过程;然后通过逐渐消耗周围变形晶粒而长大,转变成为新的等轴晶,直至冷变形晶粒完全消失。 晶粒长大grain growth:是指再结晶结束后晶粒的长大过程,在晶界界面能的驱动下,新晶粒会发生合并长大,最终达到一个相对稳定的尺寸 多边形化:由于位错运动使其由冷塑性变形时的无序状态变为垂直分布,形成亚晶界,这一过程称多边形化去应力退火:利用回复现象将冷变形金属低温加热,既稳定组织又保留加工硬化,这种热处理方法称去应力退火回复阶段退火的作用: 提高扩散
促进位错运动
释放内应变能回复退火产生的结果: 电阻率下降
硬度、强度下降不多
降低内应力再结晶的形核率是指单位时间、单位体积内形成的再结晶核心的数目,一般用N表示;晶核一旦形成便会继续长大至相邻晶粒彼此相遇,长大速率用G表示再结晶温度:再结晶不是一个恒温过程,它是自某一温度开始,在一个温度范围内连续进行的过程,发生再结晶的最低温度称再结晶温度。再结晶退火:把消除加工硬化的热处理称为再结晶退火晶粒的长大:正常长大,异常长大。正常长大:大多数晶粒几乎同时长大,晶粒长大的驱动力是降低其界面能,晶粒界面的不同曲率是造成界面迁移的直接原因,界面总是向曲率中心的方向移动。异常长大(不连续晶粒长大、二次再结晶):少数晶粒突发性不均匀长大,使晶粒之间尺寸包含各类专业文献、行业资料、应用写作文书、幼儿教育、小学教育、各类资格考试、材料科学基础基本概念和名词解释04等内容。 
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第3章晶体缺陷(2)-位错的基本类型与特征
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国内图书分类号:O411.3
国际图书分类号:548.735
工学硕士学位论文
Si 晶体中30 度位错运动的分子动力学研究
硕 士 研 究 生:
孟庆元 教授
申 请 学 位: 工学硕士
学 科 、 专 业:
所 在 单 位:
答 辩 日 期:
2007 年7 月6 日
授予学位单位:
哈尔滨工业大学
Classified Index: O411.3
U.D.C.: 548.735
A Dissertation for the Master Degree in Engineering
MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION
OF THE 30 DEGREES DISLOCATION IN
SILICON CRYSTAL
Candidate:
Supervisor:
Prof. Meng Qingyuan
Academic Degree Applied for:
Master of Engineering
Speciality:
Solid Mechanics
Affiliation :
School of Astronautic
Date of Defence :
6 July, 2007
Degree-Conferring-Institution :
Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
近年来,随着科学技术的发展,尤其是电子领域技术的快速更新,我们
基半导体的要求越来越苛刻,为了获得高质量的适合我们需要的材
料,分子束外延的生长技术越来越受到重视,而 Si 和 Ge
因为 SiGe 异质结
结构的广泛应用,一直是实验和理论研究的热点,我们通过分子动力学的模
拟来了解这种方法的微观机理是非常有意义的。
随着对低温硅缓冲层技术的不断深入的研究,我们对这种方法的机理的
认识也在不断加深。通过
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关于位错的理论与思考
导读:关于位错的理论与思考,有了比较成熟的理论和大量的实验研究成果,迈克尔?波拉尼(MichaelPolanyi)和G.I.泰勒(G.I.Taylo,解决了上述理论预测与实际测试结果相矛盾的问题,位错理论认为,关于位错的理论与思考任新凯1,什么是位错位错是晶体中最为常见的缺陷之一,它对晶体材料的各种性质都有程度不同的影响,很早就被人们关注和研究,有了比较成熟的理论和大量的实验研究成果关于位错的理论与思考 任新凯1,什么是位错位错是晶体中最为常见的缺陷之一,它对晶体材料的各种性质都有程度不同的影响,很早就被人们关注和研究,有了比较成熟的理论和大量的实验研究成果。晶体在结晶时受到杂质、温度变化或振动产生的应力作用,或由于晶体受到打击、切削、研磨等机械应力的作用,使晶体内部质点排列变形,原子行间相互滑移,而不再符合理想晶体的有秩序的排列,由此形成的缺陷称位错。位错是原子的一种特殊组态,是一种具有特殊结构的晶格缺陷,因为它在一个方向上尺寸较长,所以被称为线状缺陷。位错的假说是在30年代为了解释金属的塑性变形而提出来的,50年代得到证实。位错的存在对晶体的生长、相变、扩散、形变、断裂、以及其他许多物理化学性质都有重要影响,了解位错的结构及性质,对研究和了解金属尤为重要,对了解陶瓷等多晶体中晶界的性质和烧结机理,也是不可缺少的。最初为解释晶体的塑性变形而提出的一种原子排列缺陷模型.晶体滑移时,已滑移部分与未滑移部分在滑移面上的分界,称为"位错",又可称为差排。它是一种"线缺陷".基本型式有两种:滑移方向与位错线垂直的称为"刃型位错";滑移方向与位错线平行的称为"螺型位错".位错的存在已经为电子显微镜等观察所证实.实际晶体在生长,变形等过程中都会产生位错.它对晶体的塑性变形,相变,扩散,强度等都有很大影响.刃型位错设有一简单立方结构的晶体,在切应力的作用下发生局部滑移,发生局部滑移后晶体内在垂直方向出现了一个多余的半原子面,显然在晶格内产生了缺陷,这就是位错,这种位错在晶体中有一个刀刃状的多余半原子面,所以称为刃型位错。位错线的上部邻近范围受到压应力,而下部邻近范围受到拉应力,离位错线较远处原子排列正常。通常称晶体上半部多出原子面的位错为正刃型位错,用符号“┴”表示,反之为负刃型位错,用“┬”表示。当然这种规定都是相对的。 螺型位错又称螺旋位错。一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移,原子平面沿着一根轴线盘旋上升,每绕轴线一周,原子面上升一个晶面间距。在中央轴线处即为一螺型位错。围绕位错线原子的位移矢量称为滑移矢量或伯格斯(Burgers)矢量,对于螺型位错,位错线平行于伯格斯矢量。 刃型位错与螺型位错的区别(1)刃型位错具有一个额外的半原子面,而螺型位错无;(2)刃型位错必须与滑移方向垂直,也垂直与滑移矢量;而螺型位错线与滑移矢量平行,且位错线的移动方向与晶体滑移方向互相垂直。(3)刃型位错的滑移线不一定是直线,可以是折线或曲线;而螺位错的滑移线一定是直线。(4)刃位错的滑移面只有一个,其不能在其他面上进行滑移;而螺位错的滑移面不是唯一的。
(5)刃位错周围的点阵发生弹性畸变,既有切应变,又有正应变;而螺位错只有切应变而无正应变混合位错如前所述,刃位错的伯氏矢量垂直于位错线的方向,螺位错的伯氏矢量平行于其位错线方向。但实际材料中位错的伯氏矢量往往既非平行又非垂直于位错线方向,这些位错兼具了刃位错和螺位错的特征,称为混合位错。2,位错的间接观测若材料中的位错线与材料表面相交(俗称位错“露头”),则交点处附近由于位错应力场的存在,其化学稳定性将低于表面的其它部分。若用酸性腐蚀剂(如氢氟酸和硝酸的混合溶液)对这样的表面进行腐蚀,则位错“露头”处的腐蚀速度将远高于其它部分,可形成一个“腐蚀坑”。再利用一些表面显微观察技术(如扫描电子显微镜、干涉显微镜等等)便可以观察到位错的“露头”位置。若施加外力令材料发生一系列微小变形,则每次变形后某一特定位错都将处于不同的位置。如果每次变形后都对材料表面进行腐蚀,则同一位错形成的一系列腐蚀坑将粗略地显示出位错运动的轨迹。进行上述观测的前提是材料表面能加工到具有足够高的光洁度,或者说足够低的粗糙度。利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,简称TEM)可直接观察到材料微结构中的位错。TEM观察的第一步是将金属样品加工成电子束可以穿过的薄膜。在没有位错存在的区域,电子通过等间距规则排列的各晶面时将可能发生衍射,其衍射角、晶面间距及电子波长之间满足布拉格定律(Bragg's law)。而在位错存在的区域附近,晶格发生了畸变,因此衍射强度亦将随之变化,于是位错附近区域所成的像便会与周围区域形成衬度反差,这就是用TEM观察位错的基本原理,因上述原因造成的衬度差称为衍射衬度。用TEM观察位错时,放大倍数一般选在5万到30万倍之间,这远未达到TEM放大倍数的极限。部分TEM还配有对试样进行在观察中原位加热/变形的装置,可以直接对位错的运动进行实时观察。场离子显微镜(Field ion microscopy,简称FIM)和原子探针(atom probe)技术提供了放大倍数更高(一般在300万倍以上)的观测方法,可在原子尺度对材料表面的位错进行直接观测。3,位错的增殖与滑移位错源材料中的位错密度会随着塑性形变的进行而增加,材料内部存在着位错的起源与增殖的机制,这些机制在外加应力的作用下将被激活,以提供增加的位错数。人们已发现材料中存在以下三种位错的起源(成核)机制:均匀成核、晶界成核和界面成核,其中最后一种包括各种沉淀相、分散相或增强纤维等等。位错的增殖机制主要也有三种机制:弗兰克-里德位错源(Frank-Read source)机制、双交滑移增殖机制,和攀移增殖机制。位错的滑移与晶体塑性在1930年代以前,材料塑性力学行为的微观机理一直是严重困扰材料科学家重大难题。1926年,苏联物理学家雅科夫?弗仑克尔(Jacov Frenkel)从理想完整晶体模型出发,假定材料发生塑性切变时,微观上对应着切变面两侧的两个最密排晶面(即相邻间距最大的晶面)发生整体同步滑移。1934年,埃贡?欧罗万(Egon Orowan),迈克尔?波拉尼(Michael Polanyi)和 G.I. 泰勒(G. I. Taylor)三位科学家几乎同时提出了塑性变形的位错机制理论,解决了上述理论预测与实际测试结果相矛盾的问题。位错理论认为,之所以存在上述矛盾,是因为晶体的切变在微观上并非一侧相对于另一侧的整体刚性滑移,而是通过位错的运动来实现的。一个位错从材料内部运动到了材料表面,就相当于其位错线扫过的区域整体沿着该位错伯格斯矢量方向滑移了一个单位距离(相邻两晶面间的距离)。这样,随着位错不断地从材料内部发生并运动到表面,就可以提供连续塑性形变所需的晶面间滑移了。与整体滑移所需的打断一个晶面上所有原子与相邻晶面原子的键合相比,位错滑移仅需打断位错线附近少数原子的键合,因此所需的外加剪应力将大大降低。在对材料进行“冷加工”(一般指在绝对温度低于0.3 Tm下对材料进行的机械加工,Tm 为材料熔点的绝对温度)时,其内部的位错密度会因为位错的萌生与增殖机制的激活而升高。随着不同滑移系位错的启动以及位错密度的增大,位错之间的相互交截的情况亦将增加,这将显著提高滑移的阻力,在力学行为上表现为材料“越变形越硬”的现象,该现象称为加工硬化(work hardening)或应变硬化(strain hardening)。缠结的位错常能在塑性形变初始发生时的材料中找到,缠结区边界往往比较模糊;在发生动态回复(recovery)过程后,不同的位错缠结区将分别演化成一个个独立的胞状结构,相邻胞状结构间一般有小于15°的晶体学取向差(小角晶界)。由于位错的积累和相互阻挡所造成的应变硬化可以通过适当的热处理方法来消除,这种方法称为退火。退火过程中金属内部发生的回复或再结晶等过程可以消除材料的内应力,甚至完全恢复材料变形前的性能。 刃位错的攀移位错可以在包含了其伯格斯矢量和位错线的平面内滑移。螺位错的伯氏矢量平行于位错线,因此它可以在位错线所在的任何平面内滑移。而刃位错的伯氏矢量垂直于位错线,所以它只有一个滑移面。但刃位错还有一种在垂直于其滑移面方向上的运动方式,这就是攀移,即构成刃位错的多余半原子面的伸长或缩短。攀移的驱动力来自于晶格中空位的运动。若一个空位移到了刃位错滑移面上与位错线相邻的位置上,则位错核心处的原子将有可能“跃迁”到空位处,造成半原子面(位错核心)向上移动一个原子间距,这一刃位错“吸收”空位的过程称为正攀移。若反之,有原子填充到半原子面下方,造成位错核心向下移动一个原子间距,则称为负攀移。由于正攀移导致了多余半原子面的退缩,所以将使晶体在垂直半原子面方向收缩;反之,负攀移将使晶体在垂直半原子面方向膨胀。因此,在垂直半原子面方向施加的压应力会促使正攀移的发生,反之拉应力则会促使负攀移的发生。这是攀移与滑移在力学影响上的主要差别,因为滑移是由剪应力而非正应力促成的。位错的滑移与攀移另一处差异在于温度相关性。温度的升高能大大增加位错攀移的概率。相比而言,温度对滑移的影响则要小得多。4,位错对金属材料性能的影响首先,金属材料的强度与位错在材料受到外力的情况下如何运动有很大的关系。如果位错运动受到的阻碍较小,则材料强度就会较高。实际材料在发生塑性变形时,位错的运动是比较复杂的,位错之间相互反应、位错受到阻碍不断塞积、材料中的溶质原子、第二相等都会阻碍位错运动,从而使材料出现加工硬化。因此,要想增加材料的强度就要通过诸如:细化晶粒(晶粒越细小晶界就越多,晶界对位错的运动具有很强的阻碍作用)、有序化合金、第二相强化、固溶强化等手段使金属的强度增加。以上增加金属强度的根本原理就是想办法阻碍位错的运动。 包含总结汇报、表格模板、高中教育、高等教育、出国留学、IT计算机、经管营销以及关于位错的理论与思考等内容。
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