图3-19是简单立方结构晶体中界面为（100）面的倾斜晶界在（001）面上的投影，其两侧晶体的位向差为θ，相当于相邻晶粒绕[001]轴反向各自旋转θ/2而成。几何特征是相邻两晶粒相对于晶界作旋转，转轴在晶界内并与位错线平行。为了填补相邻两个晶粒取向之间的偏差，使原子的排列尽可能接近原来的完整晶格，每隔几行就插入一片原子。图3-19简单立方晶体中的对称倾斜晶界第63页，共94页，星期日，2025年，2月5日最简单的小角度晶界是对称倾斜晶界（symmetricaltiltboundary），这种晶界的结构是由一系列平行等距离排列的同号刃位错所构成。位错间距离D、伯氏矢量b与取向差θ之间满足下列关系由上式知，当θ小时，位错间距较大，若b=0.25nm，θ=1o，则D=14nm；若θ＞10o，则位错间距太近，位错模型不再适应。第64页，共94页，星期日，2025年，2月5日（二）、大角度晶界实验研究（如场离子显微镜观察）表明，大角度晶界两侧晶粒的取向差较大，但其过渡区却很窄（仅有几个埃），其中原子排列在多数情况下很不规则，少数情况下有一定的规律性，因此很难用位错模型来描述。一般大角度晶界的界面能大致在0.5~0.6J/m2左右，与相邻晶粒的取向差无关。但也有些特殊取向的大角度晶界的界面能比其它任意取向的大角度晶界的界面能低，为了解释这些特殊晶界的性质，提出了大角度晶界的重合位置点阵（coincidencesitelattice即CSL）模型，O点阵模型，DSC点阵模型等。第65页，共94页，星期日，2025年，2月5日二、堆积层错堆垛层错(以下简称层错),就是指正常堆垛顺序中引入不正常顺序堆垛的原子面而产生的一类面缺陷。以面心立方结构为例,当正常层序中抽走一原子层,相应位置出现一个逆顺序堆层……ABCACABC……称抽出型(或内禀)层错；如果正常层序中插入一原子层，如图3-20(b)所示，相应位置出现两个逆顺序堆层……ABCACBCAB……称插入型(或外禀)层错。第66页，共94页，星期日，2025年，2月5日图3-20面心立方晶体中的抽出型层错(a)
和插入型层错(b)这种结构变化，并不改变层错处原子最近邻的关系(包括配位数、键长、键角)，只改变次邻近关系，几乎不产生畸变，所引起的畸变能很小。因而，层错是一种低能量的界面。第67页，共94页，星期日，2025年，2月5日
?图3-8面心立方晶体（111）孪生示意图(b)（）晶面：孪生过程中（111）晶面的移动情况(a)孪生面、孪生方向的方位第31页，共94页，星期日，2025年，2月5日（二）完整晶体的理论切变强度按照完整晶体滑移模型，使晶体滑移所需的临界切应力，即使整个滑移面的原子从一个平衡位置移动到另一个平衡位置时，克服能垒所需要的切应力，晶面间的滑移是滑移面上所有原子整体协同移动的结果，这样可以把晶体的相对滑移简化为两排原子间的滑移，晶体的理论切变强度?m为：Gx/a=?msin（2?x/?）=?m2?x/?当x很小时，于是，?m=G?/（2?a）对于简单立方晶体，a=?，则?m=G/（2?）第32页，共94页，星期日，2025年，2月5日滑移机理所施加的力必须足以使原子间的键断裂，才能产生滑移压力大小约为E/15F第33页，共94页，星期日，2025年，2月5日二、位错的类型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。第34页，共94页，星期日，2025年，2月5日（一）、刃位错形成及定义（图3-11）：晶体在大于屈服值的切应力?作用下，以ABCD面为滑移面发生滑移。EF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）。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张应力作用，原子间距大于正常晶格间距。分类：正刃位错，“?”；负刃位错，“T”。符号中水平线代表滑移面，垂直线代表半个原子面。第35页，共94页，星期日，2025年，2月5