晶体学位错课件.ppt

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1、3.6实际晶体结构中的位错3.6.1实际晶体中位错的柏氏矢量柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为“单位位错”位错能量正比于b2，b越小越稳定，单位位错是最稳定的，b最小a<110>8/101柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为“全位错”----全位错滑移后晶体中原子排列规律不变；实际晶体结构中，位错的柏氏矢量不能是任意的，要符合晶体的结构条件和能量条件b必须连接两平衡位置的原子位错能量b2尽量小柏氏矢量不等于点阵矢量的位错称为“不全位错”----不全位错滑移后原子排列规律发生变化；柏氏矢量小于点阵矢量的位

2、错称为“部分位错”，或称为“半位错”。233ACB抽出型层错ABCABCABCBCABC插入型层错ABCABCABCBABC3.6.2堆垛层错(StackingFault)4.6.2.1面心立方结构晶体{111}密排面的堆垛顺序:ABCABC堆垛层错--密排面的正常堆垛顺序遭到破坏，原子面错排4堆垛层错--密排面的正常堆垛顺序遭到破坏，原子面错排抽出型层错插入型层错一个插入型层错相当于两个抽出型层错FCC(111)密排面的堆垛顺序△表示AB，BC，CA顺序；▽表示BA，CB，AC相反的顺序。AC3

3、.6.2.2密排六方结构晶体{0001}密排面的堆垛顺序:ABABAB△:AB，BC，CA▽:CB，BA，AC抽出型层错堆垛顺序变为，即…BABACAC…；插入型层错则为，即…BABACBCB2个A层不能堆垛一个插入型层错相当于两个抽出型层错△△△56HCP(0001)原子排列ACB抽出型层错堆垛顺序变为，即…BABACAC…；插入型层错则为，即…BABACBCB一个插入型层错相当于两个抽出型层错2个A层不能堆垛△:AB，BC，CA▽:CB，BA，AC3.6.2.3体心立方结构晶体密排面{110}

4、{100}堆垛顺序是ABABAB，不可能有堆垛层错。{112}面堆垛顺序是ABCDEFABCDEF堆垛层错：ABCDCDEFABCDEFacb7表3.2一些金属的层错能和不全位错的平衡距离形成层错时几乎不产生点阵畸变，但它破坏了晶体的完整性和正常的周期性，使电子发生反常的衍射效应，故晶体的能量有所增加，这部分增加的能量称“堆垛层错能γ(J／m2)”，即形成单位面积层错所增加的能量。83.6.3不全位错堆垛层错不是发生在晶体的整个原子面上，只是部分区域存在，在层错与完整晶体的交界处就存在不全位错。抽

5、出型层错插入型层错层错的边界为不全位错面心立方晶体中，有肖克莱(shockley)不全位错和弗兰克(Frank)不全位错两种重要的不全位错(111)[111]9abc[111](0-11)1/2[-211]左侧原来Ｂ层原子面在[-211]方向沿（111）面滑移到C层位置，不均匀滑移形成肖克莱不全位错--刃、螺、混合型可滑移不可攀移位错，b=a/6＜112＞[011][-100]3.6.3.1肖克菜不全位错[-100]650213132Ｏ(0-11)65(0-11)BC[211]ABC1323103

6、.6.3.2弗兰克不全位错抽出半层密排面形成弗兰克不全位错ABCACABC纯刃型位错b=a/3＜111＞，不可滑移，可攀移不全位错的柏氏回路的起始点必须从层错上出发----不滑动位错或固定位错（01-1）面抽出型[111]b=a/3［-1-1-1］11插入半层密排面B形成正弗兰克不全位错ABCBABCABb=a/3［111］原子偏聚—正弗兰克不全位错插入型层错的边界抽出型层错插入型层错bb［111］b=a/3［-1-1-1］b抽出半层密排面A形成负弗兰克不全位错ABCBCABC空位崩塌—负弗兰克不

7、全位错抽出型层错的边界123.6.4位错反应----位错之间的相互转化(分解或合并)位错反应条件:(1)几何条件(2)能量条件a/2[10-1]与a/2[011]133.6.5面心立方晶体中的位错3.6.5.1汤普森(ThompsonN．)四面体αβγδ分别代表与ABCD点相对应的面的中心，把4个面以三角形ABC为底展开(1)四面体的4个面即为4个可能的滑移面：δ(111)γ(-111)β(1-11)α(11-1)面；143.6.5.2扩展位错c[-100]1/2[-110]31/2[-110]B

8、1B2CBB1C=a/6[-12-1]CB2=a/6[-211]A位错反应(1)几何条件(2)能量条件15一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的位错组态称为扩展位错两同号不全位错位于同一滑移面上，b的夹角为60°，交互作用力为斥力，相互排斥并分开，其间夹着一片堆垛层错区→→=r16(1)扩展位错的宽度两个平行不全位错之间的斥力为式中r为两不全位错的间距。层错能力求缩小两不全位错的间距，相当于吸引力→→表3.2一些金属的层错能和不全位错的平衡距离1718(1)扩展位错的