位错及界面部分第一次习题答案.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑位错及界面部分第一次习题答案 1 证明位错线不能终止在晶体内部 解：设有一位错C 终止在晶体内部，如下图，终点为A绕位错C 作一柏氏回路L1，得柏氏矢量b现把回路移动到L2 位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会变更，仍为b但从另一角度看，L2 内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0这二者是冲突的，所以这时不成能的 2 一个位错环能否各片面都是螺位错?能否各片面都是刃位错?为什么? 螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不成 能与一个方向四处平行，所以一个位错环不能各片面都是螺位错刃位错的柏氏矢量与 位错线垂直，假设柏氏矢量垂直位错环所在的平面，那么位错环四处都是刃位错这种位 错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错 3.错环上各片面位错性质是否一致？ 通过位错环上各片面位错线与柏氏矢量之间的夹角判断： (1) 若一个位错环的柏氏矢量垂直于位错线上各点位错，那么该位错环上各点位错性质一致，均为刃型位错 (2) 若一个位错环的柏氏矢量平行于位错环所在的平面平行，那么有的为纯刃型，有的为纯螺型，有的为混合型。

(3) 若一个位错环的柏氏矢量与位错环所在平面呈确定角度时，位错环上各点均为混合型位错 4.若面心立方晶体(铜)中开动的滑移系为(111)[101] (a)若滑移是由刃位错运动引起的，给出位错线的方向 (b)若滑移是由螺位错引起的，给出位错线的方向 解：设位错线方向为[uvw] (a)因刃位错线与其柏氏矢量垂直，同时也垂直与滑移面法线，[uvw]?[111]?[101]?[121] (b)因螺位错与其柏氏矢量平行，故[uvw]= [101] 5．在fcc单晶体中做如下操作获得的是什么位错？柏氏矢量是什么？ （1）抽出一个（111）面的一个圆片，然后圆片两侧再重新粘合 （2）沿（111）面切开一片面，割面边缘是[011]和[101]，切面两侧相对位移a[011]/2 （3）插入(110)半原子面，此面终止在（111）面上 解：（1）抽出一个（111）面的一个圆片，然后圆片两侧再重新粘合，相当于把（111）面割开相对向内位移一个（111）面的面间距a[111]/3，然后去掉重合的片面，所以其边缘形成的位错的柏氏矢量是a[111]/3由于位错线处在（111）面上，柏氏矢量与位错线垂直，所以它是刃型位错。

（2）割面两侧相对位移a[011]/2，所以位错的柏氏矢量是[011]/2割面边缘是[011]方向 的位错，位错线与柏氏矢量平行，它是螺型位错；割面边缘是[101]方向的位错，位错线与柏氏矢量既不平行也不垂直，它是混合型位错 （3）插入(110)半原子面相当于把(110)面切开，然后相对向外位移一个(110)面的面间距a(110)/2后再填充原子，所以割面边缘位错的柏氏矢量就是a[110]/2因割面边缘终止在（111）面啊上，所以位错线是(110)和（111）面的交线，交线的方向为[112],[112]与柏氏矢量a[110]/2垂直，所以它是刃型位错 6．已知在某简朴立方晶体的（100）面上有一刃型位错L，该位错的柏氏矢量与（33-1）和（-1-11）面的晶带轴平行， (1)写出该位错的柏氏矢量和位错线的方向，并图示之； (2)若该位错片面线段攀移，指出攀移的原子面及结果，并图示之； (3)若在（001）面上有一与其柏氏矢量一致的刃型位错L1，两位错交截后会发生什么变化？图示之对各自的运动有何影响？ (4)若（001）面上有一螺型位错L，上述3种处境将如何？ 答：(1)b=[1-10]或[-110] ，L：[001]或[00-1] (hu+kv+lw=0) (2)攀移原子面为(1-10)或(-110)，形成2个刃型割阶； (3)均形成螺型扭折，对原位错运动无影响； (4)b=[1-10] ，L：[1-10]；不攀移；只滑移；L1形成螺型扭折，对原位错运动无影响； L无变化。

7.图中位错环的各边分别是什么位错？设想在晶体中怎样得到如图的位错环? (1)由位线方向与b之间的关系，可以判断：AB，CD为螺型位错，AD，BC为刃型位错 (2)设想在完整晶体中有一个正四棱柱贯穿晶体的上下外观，它和滑移面MNPQ交于ABCDA，现在让ABCDA上部的柱体相对于下部柱体滑移b，柱体以外的晶体均不移动这样，ABCDA就是滑移面上已滑移区（换内）和未滑移区（换外）的边界因而是一个位错环 8.假定在立方晶系中有一柏氏矢量在[011]晶向的刃型位错L1沿(011)晶面滑移，另有一位错L2的滑移面为（011），柏氏矢量方向和位错线方向均为[011]晶向，请指出： (1)L1位错线的方向； (2)L2位错的性质； (3)L1与L2交截后L2产生的折线是扭折还是割阶？ (4)该折线的滑移面指数 解：（1）位错线为与柏氏矢量的垂面和滑移面的交线，所以位错线L1为(011)?(011)?(200) （2）螺型位错 （3）L2位错产生方向为[011]的小段位错，L2位错的滑移面是（011），[011]?（011）不为0 ，即小段位错不在L2位错的滑移面上，所以它是割阶。

（4）该割阶的柏氏矢量方向为[011]，位错线方向为[011]，滑移面为二者组成的平面[011]×[011]=（200） 9.简朴立方晶体(100)面有1 个b=[ 0-10 ]的刃位错 (a)在(001)面有1个b=[010]的刃位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折还是割阶？ (b)在(001)面有1个b=[100]的螺位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折还是割阶？ 解：两位错相割后，在位错留下一个大小和方向与对方位错的柏氏矢量一致的一小段位 错，假设这小段位错在原位错的滑移面上，那么它是扭折；否那么是割阶为了议论便当， 设(100)面上b=[ 0-10 ]的刃位错为A位错，(001)面上b=[010]的刃位错为B位错，(001)面上b=[100]的螺位错为C位错 Z C位错 b3=[100] B位错 b2=[010] A位错 O b1=[ 0-10 ] Y X (a)A位错与B位错相割后，A位错产生方向为[010]的小段位错，A位错的滑移面是(100)， [010]?[100]=0 ，即小段位错是在A位错的滑移面上，所以它是扭折；而在B位错产生方向为[ 0-10 ]的小段位错，B位错的滑移面是(001)，[0-10]?[001]=0，即小段位错在B位错的滑移面上，所以它是扭折。

(b)A位错与C位错相割后，A位错产生方向为[100]的小段位错，A位错的滑移面是(100)， [100]?[100]≠0 ，即小段位错不在A位错的滑移面上，所以它是割阶；而在C位错产生 方向为[ 0-10 ]的小段位错，C位错的滑移面是(001)， [0-10]?[001]=0 ，即小段位错在B 位错的滑移面上，所以它是扭折 10.简朴立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错，在(001)面有1 个b=[010]的刃位错和它相截，相截后2 个位错产生扭折还是割阶？ X Z B位错 b2=[010] A位错 O b1=[ 001 ] Y 解：和上题的议论一样为了议论便当，设(100)面上b=[001]的螺位错为A 位错，(001) 面上b=[010]的刃位错为B 位错A位错与B位错相割后，A位错产生方向为[010]的小段位错，A位错的滑移面是(100)，[010]?[100]=0 ，即小段位错是在A 位错的滑移面上，所以它是扭折；而在B 位错产生方向为[001]的小段位错，B 位错的滑移面是(001)，[001]?[001] ≠ 0 ，即小段位错不在B位错的滑移面上，所以它是割阶。

11.AB 是B2 型有序布局 (a)画出垂直于(101)并包含[-111]方向的面的原子排列，并指出该面的堆垛依次 (b)利用上图画出一个纯刃位错，它的滑移面为(101)，b=a [-111]/2 解：B2布局的单胞如右图所示它可看作是又A和B的简朴立方点阵穿插而成 (a) (101)面的法线是[101]方向，垂直于(101)并包含[111]方向的面是含[101]和[111]的面， 即(121)面，如右图所示121)面的原子排列如下左图所示121)面是按每6 层重复排列，以…abcdefabcdef…表示排列依次，在图中把其余5层的投影位置(只用一个或两个原子位置)表示出来其中虚线的?表示B 原子，虚线的Ο表示A 原子 [101] (b)上右图是在(121)看滑移面为(101)，b=a[111]/2 的纯刃位错的原子排列处境这刃位 错是抽去了3排半原子面而成 12．如下图的两根螺型位错线，一个含有扭折，一个含有割阶，图上所示的箭头方向为位错线的正方向，扭折片面和割阶片面都是刃型位错。

（1）若图示滑移面为fcc（111）面，问这两根位错线段中（指割阶和扭折），哪一根对比轻易通过他们自身的滑移而去除？为什么？ 由于扭折处于原位错所在的滑移面上，张力的作用下可通过他们自身的滑移而去除割阶与原位错处在不同的面上，fcc的易滑移面为（111），割阶的存在对原位错的运动必定产生阻力，故难以通过原位错的滑动来去除 （2）解释含有割阶的螺型位错在滑动时是怎么样形成空位的？ 1’2’和3’4’段均为刃型位错，并且在1’2’的左侧多一排原子面，3’4’的右侧多一排原子面，随着位错线0’5’的运动，割阶1’2’向左运动或割阶3’4’向右运动，那么沿着这两段割阶所扫过的面积会产生厚度为一个原子层的空位群 5 5’ 3 4 3’ 4’ b b 2’ 2 1 1’ 0 0’ — 9 —。