位错滑移运动与运动阻力辨析.pdf

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1、2013年lO月云南冶金0ct．20l3第42卷第5期(总第242期)YUNNANMETALLURGYVo1．42．No．5(Sum242)位错滑移运动与运动阻力辨析方树铭，刘捷，计汉容(昆明冶金研究院，云南昆明650031)摘要：对位错在点阵周期场中运动时需要克服的阻力，以及影响阻力大小的因素作了辨析和讨论。含有位错的晶体变形，确定无疑是位错在外力场作用下滑移运动的宏观结果。对位错在完整晶体中运动分析表明，派一纳力对温度十分敏感。一定温度下，位错并非仅处于某一势能水平。即使外力应力小于派纳力，位错也可以通过扭折侧向运动，且由于热起伏造成的能量隆起，

2、进而侧向扩展，使位错更容易运动。关键词：位错；派一纳力；滑移运动中图分类号：TG111．2文献标识码：A文章编号：1006-0308(2013)05--0066-06AnalysisonDislocationSlippingandMovingResistanceFANGShu—ming，LIUJie，JIhan-rong(KunmingMetallurgicalResearchInstitute，Kunming，Yunnan650031，China)ABSTRACT：Theresistanceofdislocationneededtobeoverco

3、mewhileitmovesinthelatticeperiodicfield．andtheinfluencefac．torsareanalyzedinthispaper．Thecrystaldeformationwithdislocationiscertainlythemacroresultcomesfromtheslidingmotionofdisloca—tionunderthefunctionofoutsideforcefield．ThemovementofdislocationinperfectcrystalshowsthatPeierls

4、—Nabarroforceisverysensitivitytotemperature．Thedislocationisnotjustatonecertainpotentialenergylevelunderacertaintemperature．EventhoughoutsideforcestressislessthanPeierls—Nabarroforce，dislocationcanstillmovesidewaysthroughkinking，anditwillspreadlaterallyduetoenergyupliftcausedby

5、heatfluctuation，SOthatthedislocationcanmovemoreeasily．KEYWORDS：dislocation：Peierls—Nabarroforce：slidingmotion位错运动是晶体形变的直接原因。位错的易动1分析讨论性为材料形变创造了有利条件，使得变形抗力大大降低。但位错运动必须要在一定的应力条件下才能1．1位错线上的力激活，即位错的起动需要克服力(派一纳力)、同外力作用于晶体，好像有一个力垂直作用在位号位错的阻力以及与滑移面上的林位错发生交割、错线上一样，使位错线向着与之垂直的方向运动，扭折和割阶

6、引起的阻力。即使在理想晶体中，位错将其称之为外加应力场作用在位错线上的力。该力在点阵周期场中运动时也需要克服阻力，即力。那是以单位长度位错线上的作用力来度量的。显然．么这个阻力有多大，受着哪些因素的影响呢?这是这是假想的作用力，实际上力是作用在晶体的原子本文要讨论、辨析的主要内容。上的。当足够大的外力作用于晶体，位错产生滑移运收稿日期：2013-o6—28作者简介：方树铭(1964一)，男，回族，高工，主要从事有色金属研发及深加T。66方树铭，等位错滑移运动与运动阻力辨析动。犹如有一力作用在位错线上，使其向前运动。的移动，当上层一排原子移动距离到一半

7、()时，图1表示位错线在均匀剪切应力作用下，在柏氏矢晶体的能量变化达到最大值。2量方向上的运动。￡．图1作用在位错线上的力Fig．1theforceactingonthedislocationline若位错线元在与正交的滑移方向上位移了dZ，位错线元扫过的面积则为·。与此相应的滑移面上方晶体相对于滑移面下方的晶体的平均位移为——————f、—^，16，A为滑移面的面积，b为柏氏矢量。产(b)(b)生剪应力所加的外力则应为。发生滑移增量所作的功则为：dW=()6⋯毒6一总是可以把位错线上的力定义为：单位长度位＼错线上的力。又因F：dW，那么每单位长度(

8、)Ⅱ位错线的力就应为：F=(2)(C)图2临界切应力估算模型上式表明，作用在单位位错线上的力与外加切Fig．