理论切变强度与实际切变强度间的巨大差异:从根本上否定理想完整晶体的刚性相对滑移的假设,即实际晶体是不完整的,而有缺陷的。滑移也不是刚性的,而是从晶体中局部薄弱地区(即缺陷处)开始,而逐步进行的。弹性变形出现位错位错迁移晶体形状改变,但未断裂并仍保留原始晶体结构待变形晶体晶体的逐步滑移*第31页,共46页,星期日,2025年,2月5日3.2.1.位错的基本类型和特征刃型位错edgedislocation螺型位错screwdislocation位错是原子排列的一种特殊组态。根据几何结构混合位错mixeddislocation*第32页,共46页,星期日,2025年,2月5日A.刃型位错edgedislocation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。半原子面在滑移面以上的称正位错,用“?”表示。半原子面在滑移面以下的称负位错,用“?”表示。刃型位错*第33页,共46页,星期日,2025年,2月5日*第1页,共46页,星期日,2025年,2月5日晶体缺陷赋予材料丰富内容维纳斯“无臂”之美深入人心*第2页,共46页,星期日,2025年,2月5日理想金属实际金属材料中,由于原子(分子或离子)的热运动、晶体的形成条件、加工过程、杂质等因素的影响,使得实际晶体中原子的排列不再规则、完整,存在各种偏离理想结构的情况BCCFCCHCP规则排列晶体缺陷
defectsorimperfections晶体缺陷对晶体的性能、扩散、相变等有重要的影响*第3页,共46页,星期日,2025年,2月5日第三章晶体缺陷
CrystalDefectsorImperfections*第4页,共46页,星期日,2025年,2月5日实际金属材料几乎都是多晶体,即由许多彼此方位不同、外形不规则的小晶体(单晶体)组成,这些小晶体称为晶粒grains。纯铁组织晶粒示意图*第5页,共46页,星期日,2025年,2月5日单晶体和多晶体的区别单晶体:是指在整个晶体内部原子都按照周期性的规则排列。单晶体*第6页,共46页,星期日,2025年,2月5日沿晶断口铅锭宏观组织变形金属晶粒尺寸约1~100?m,铸造金属可达几个mm。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。*第7页,共46页,星期日,2025年,2月5日缺陷的分类:根据缺陷的几何特征点缺陷(Pointdefects):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interstitialatoms、杂质impurities、溶质原子solutes等。线缺陷(Lineardefects):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(Planardefects):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grainboundaries、相界phaseboundaries、孪晶界twinboundaries、堆垛层错stackingfaults等。*第8页,共46页,星期日,2025年,2月5日3.1点缺陷Pointdefects指空间三维尺寸都很小的缺陷。*第9页,共46页,星期日,2025年,2月5日1.Formationsofpointdefects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空位产生后,其周围原子相互间的作用力失去平衡,因而它们朝空位方向稍有移动,形成一个涉及几个原子间距范围的弹性畸变区,即晶格畸变。A.空位vacancies空位晶格中某些缺排原子的空结点*第10页,共46页,星期日,2025年,2月5日Classificationsofvacancies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。挤入间隙位置,在晶体中形成数目相等的空位和间隙原子。离开平衡位置的原子:还可以跑到其他空位中,使空位消失或者空位移位。?肖脱基(Schottky)缺陷?弗兰克尔(Frenkel)缺陷*第11页,共46页,星期日,2025年,2月5日