为什么晶体会发生位错…

宝宝妈妈2023-04-04  64

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

位错的分类

从位错的几何结构来看,可将它们分为两种基本类型:即刃型错和螺型错。二者都属于线缺陷。

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。

刃位错与螺位错的区别

它们的不同点是:

(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

在实际晶体中,位错线不能一段段孤立地存在,不能终止在晶体内部,而只能终止在晶体自由表面或晶界这样的内表面上。在晶体内部,位错线一定是封闭的:或形成一位错环,或结成三维的位错网络。设有一晶体,EFGH是其中一晶面,该晶面上包含ABC0圆环,若将ABCD园环所包含的面积切开,使其上物分晶体沿箭头指向移动一原子距离b,再和下半部晶体结合起来。这样,在晶体中造成了一个ABC0环型位错,称为位错环


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