快速掌握位错运动及交割!附动图
01
分清位错的各种方向
对于位错,需要知道其三个方向,我们要把这三个方向谙熟于心。我相信大部分同学已经很熟悉这些方向。谈到一个位错最重要的就是柏氏矢量b的方向,这个通过柏氏回路来确定;然后是位错线l的方向,一般规定指向纸面向外为正,不过既然是规定的,不同版本的教材自然不一样,需要具体问题具体分析;最后位错会运动,就有一个运动v的方向。三个方向中,大家容易把v和b的方向搞混了,所以要多加注意。
02
判断位错的运动方向
1. 刃型位错滑移的过程:滑移面上位错的运动引起滑移区域的扩大或者缩小。
a.滑移方向:v⊥l (v∥b)
b.滑移面:lxv (x表示求l和v的向量积,其方向即为滑移面法向)
c.位错的运动和原子的移动
d.位错的运动和晶体的移动
2. 通过lxv规则联系晶体的移动和位错的运动
lxv规则:lxv指向的那一部分晶体会沿着柏氏矢量b的方向运动,此规则适用于所有的位错运动。
正刃型位错:根据切应力的情况,判断晶体的移动,滑移面下方晶体沿着b的方向运动,因此lxv的方向指向下,l的方向需要根据刃位错b,l及半原子面通过右手定则(手掌由l转向b,拇指方向为多余半原子面方向)来确定,此题中l指向纸面内,所以v水平指向右。
正刃型位错:大家判断一下,是不是位错向右运动。
3. 使用lxv规则的步骤
a.确定位错线的方向
b.确定位错线柏氏矢量b的方向
c.根据切应力方向,确定晶体的哪一部分会沿着b的方向运动
d.根据lxb规则,确定位错运动方向v
4. 刃型位错攀移过程:位错的运动方向垂直于滑移面,原子扩散到或者扩散出位错线,是的半原子面扩大或者缩小。
使用lxv规则判断:
由于为正刃型位错,b向右,压缩晶体时候,半原子面左侧的部分向b(右)的方向运动,那么lxv应该指向左,因为l指向纸面向外,所以v应该竖直向上。请大家再判断一下拉应力的情况。
5. 螺型位错滑移
a.螺型位错只能滑移
b.滑移方向:v⊥l (v⊥b)
c.滑移面:lxv (x表示求l和v的向量积,其方向即为滑移面法向)
d.根据切应力的方向,确定滑移面上半部分将沿着b的方向运动,l和b同向,沿着EF方向,lxv要指向上,所以位错向左运动。
03
位错的交割
a.位错在某一滑移面上运动时,对穿过滑移面的其它位错的交叉,称为位错的交割。包括扭折和割阶。
b.割阶和扭折
扭折:位错交割形成的曲折线段的滑移面和原位错的滑移面相同
割阶:位错交割形成的曲折线段的滑移面和原位错的滑移面不同
c.交割实例1
(1)根据右手定则(手掌由l转向b,拇指方向为多余半原子面方向)判断XY位错线方向向外为正(YX方向), XY交割AB,因此其运动方向v为向下,根据lxv规则,lxv指向右,因此右侧晶体会沿着b1的方向下滑动,因此AB所在的平面右侧下降,交割之后形成PP’。
(2)位错交割不会改变位错的柏氏矢量,因此PP’ 柏氏矢量指向外或内,与位错线垂直,其为滑移面是图中台阶矩形小面,和原来滑移面不同,因此是割接。
d.交割实例2
(1)根据右手定则判断XY位错线方向为YX,XY交割AB,因此其运动方向v为向内,根据lxv规则,lxv指向左,因此左侧晶体会沿着b1的方向前滑动,因此AB所在的平面左侧前移,交割之后形成PP’。
(2)PP’和b2同向,为螺型位错,其滑移面为任何面,和原来AB滑移面相同,因此为扭折。
还有不明白的可以看动图(位错交割实例)
AB切割CD,形成扭折
AB切割CD,形成割阶
两个伯氏互相平行的刃型位错交割
两个伯氏互相垂直的刃型位错交割
两个伯氏互相垂直的刃型位错和螺型位错交割
本文来自“材料科学与工程”、“材子考研”。