滑移位錯

滑移位錯

位錯滑移指在外力作用下,位錯線在期滑移面(即位錯線與伯氏矢量b構成的晶面)上的運動,結果導致晶體永久變形。

基本概念

位錯有兩種主要的運動方式,即位錯滑移和位錯攀移在切應力的作用下,位錯線沿著由其自身及Burgers矢量所確定的平面——滑移面運動,這種運動方式稱為位錯滑移。 1934年,Taylor和Orowan Polanyi分別獨立地提出了位錯的假設,並且首次利用位錯的滑移描述了晶體的範性形變。

位錯作滑移運動必須滿足這樣的條件:n·b=0。

其中n為滑移面的法向單位矢量,b為位錯的Burgers矢量. 對於刃型位錯和混合位錯而言,同時包含位錯線及其Burgers矢量的晶面只有一個,因此滑移面是特定的晶面。螺型位錯的Burgers矢量與位錯線平行,因此任何包含螺位錯的平面都可作為滑移面.圖中表示一個螺型位錯的滑移。位錯滑移的結果使晶體產生了永久形變。由於位錯的滑移不引起晶體體積的變化,所以它是一種保守運動。

對於閉合的位錯環有兩種特殊的情形,即滑移位錯環和稜柱位錯環。前者的Burgers矢量位於環面內,故環面即為滑移面,後者的Burgers矢量垂直於環面,滑移面是以Burgers矢量為母線的一個柱面。

滑移位錯的驅動力

位錯作滑移運動的驅動力F可以表示為:F=τb。

其中τ為切應力,b為位錯的Burgers矢量。F不是位錯附近原子所受的實際作用力,而是一個組態力,該力在整個位錯線上處處與位錯線垂直,並指向滑移面的未滑移部分。這個結果符合於Schmid從實驗所得出的臨界分切應力定律。

螺位錯的滑移 螺位錯的滑移

位錯滑移與晶體巨觀範性形變有著密切的內在聯繫,晶體巨觀的範性形變本質上是晶內微觀的位錯滑移的總體效應。利用位錯的滑移可以解釋晶體的實際屈服強度遠低於理論值的原因。

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