(8.8.1)--8.8实际晶体中的位错.pdf

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1、实际晶体中的位错实际晶体中的位错在简单立方点阵中的位错，它的柏氏矢量b b总是等于点阵矢量。（点阵矢量是点阵中连接任意两结点的矢量）在实际晶体结构中，位错的柏氏矢量除了等于点阵矢量外，还可能小于或大于点阵矢量。位错根据柏氏矢量的不同可以分为以下几种形式：柏氏矢量为单位点阵矢量或其倍数的称为全位错，其中柏氏矢量恰好等于单位点阵矢量的称为单位位错；柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的称为不全位错；其中柏氏矢量小于点阵矢量的称为部分位错。实际晶体中位错的柏氏矢量实际晶体中位错的柏氏矢量不是任意的，必须符合晶体的结构条件和能量条件结构条件：柏氏矢量大小与方向，必须连接一个原子平衡位置到另一个原子平衡位置。能

2、量条件：位错能量Eb2,柏氏矢量越小越稳定，能量较高的位错是不稳定的，往往通过位错反应分解为能量较低的位错组态。典型晶体结构中单位位错的柏氏矢量在讨论金属的晶体结构时已经指出，面心立方结构是以密排面111按ABC顺序堆垛而成；密排六方结构则是同样的密排面0001按ABAB顺序堆垛起来。在晶体中，某一区域的晶面堆垛顺序如果出现差错，例如，面心立方结构中堆垛顺序为ABCBCA（即），即有一个代替了原来的，则在此处产生了晶体缺陷（属面缺陷），称为堆垛层错（简称层错）。堆垛层错堆垛层错肖克莱(Shockley)不全位错由于在每步滑移过程中B原子都是从两个A原子之间通过，因而引起A原子的位移（或晶体的局

3、部畸变）最小，能量的增加也最小。（a）（b）肖克莱部分位错及其的柏氏矢量对于由多层（111）面按ABC ABC顺序堆垛而成的FCC晶体来说，B层原子滑到C位置就形成了一层层错，因而晶体的能量增加了层错能。若层错能较小，则B层原子会停留在亚稳的C位置；若层错能较大，则B层原子会连续滑移两次而回到B位置。扩展位错由此可见，位于I-II区边界和位于II-III区边界的位错线都是Shockley分位错。由于这两个不全位错位于同一滑移面上，彼此同号且其柏氏矢量的夹角为6090，故它们必然相互排斥并分开，其间夹着一片堆垛层错区，直到层错的表面张力(等于层错能)和不全位错的斥力相平衡时，不全位错的运动才停止，形成稳定的位错组态。这种两个不全位错中间夹一片层错的整个位错组态称为扩展位错。它的柏氏矢量定义为b=b1+b2，式中b1和b2分别是组成扩展位错的两个Shockley分位错的柏氏矢量。堆垛层错与扩展位错堆垛层错：晶体中原子堆垛次序中出现的层状错排。-面缺陷扩展位错：一对不全位错及中间夹的层错。-线缺陷Frank分位错Shockley分位错是有层错区和无层错区的边界，而层错区是通过局部滑移形成的。但是，除了局部滑移外，通过插入或抽走部分111面也能形成局部层错，如图所示.