位错理论5-位错的形成与增殖教学内容.ppt

位错理论5-位错的形成与增殖   目录目录Ø位错的形成位错的形成Ø位错的增殖位错的增殖lFrank-Read源增殖机制源增殖机制l平面平面L源增殖机制源增殖机制l双交滑移机制双交滑移机制Ø位错源的开动位错源的开动2Formation of DislocationØ位错产生的途经：位错产生的途经：l晶界：“坎”发射位错6Formation of DislocationØ位错产生的途经：位错产生的途经：l位错塞积：位错在晶界塞积，应力集中使开动邻近晶粒中的位错源7   目录目录Ø位错的形成位错的形成Ø位错的增殖位错的增殖lFrank-Read源增殖机制源增殖机制l平面平面L源增殖机制源增殖机制l双交滑移机制双交滑移机制Ø位错源的开动位错源的开动8Frank-Read SourceØAB为正刃型位错，柏氏矢量为b b ，A、B两点被钉扎在滑移面上；Ø滑移面上切应力t作用下，位错线上的力为：F＝tbØ作用力使位错线弯曲；Ø当外力使位错线弯曲成半圆后， A、B两点周围的位错线将向外发生旋转，位错线分别绕A、B两点卷曲9Frank-Read SourceØ因为位错线弯曲过程中各点柏氏矢量不变，所以各点所受的力相同，作用力的方向始终和位错线垂直，所以各点线速度相同，而A、B两点附近的角速度必然增大卷曲卷曲卷曲卷曲Ø进一步卷曲，各点的位错线性质发生改变；l红色：刃位错l蓝色：右螺位错l绿色：左螺位错10Frank-Read SourceØm、n两点的位错性质正好为异号位错异号位错异号位错异号位错相互吸引位错反应 相互抵消相互抵消；Ø位错断开成两部分 位错环位错环＋位错线段＋位错线段AB；l线段AB张力作用下拉直而恢复原状Ø所以：位错AB在外加切应力作用下形成了一个位错环；Ø上述过程不断重复位错增位错增位错增位错增殖机制殖机制殖机制殖机制——F——F－－－－R R位错源位错源位错源位错源（（（（U U型平面位错源型平面位错源型平面位错源型平面位错源））））11钉扎点钉扎点Ø位错相遇形成网络Ø两端连着固定位错或不可动割阶的位错或被外来杂质钉扎12ØSi晶体中的F-R源13   目录目录Ø位错的形成位错的形成Ø位错的增殖位错的增殖lFrank-Read源增殖机制源增殖机制l平面平面L源增殖机制源增殖机制l双交滑移机制双交滑移机制14平面平面L源增殖机制源增殖机制Ø单边F-R源＝平面L源l位错线ABC的AB和BC两段不在一个滑移面上，AB是滑移面上的可动位错，柏氏矢量为b；BC为不可动位错——B点被钉扎l作用在滑移面上的切应力t，AB段上的作用力为tb，该力达到临界值时开始滑移；15平面平面L源增殖机制源增殖机制l由于B点被固定，位错线运动的结果使其成为绕B点的旋转线，不断向外扩展；l向外旋转的螺旋线每扫过一次，晶体发生一个b的滑移。

16平面平面L源增殖机制源增殖机制Ø带大割阶的螺位错的运动l实质上是两个平面L源17   目录目录Ø位错的形成位错的形成Ø位错的增殖位错的增殖lFrank-Read源增殖机制源增殖机制l平面平面L源增殖机制源增殖机制l双交滑移机制双交滑移机制Ø位错源的开动位错源的开动18双交滑移双交滑移Ø螺位错交滑移时形成Ø交滑移：螺位错因滑移面的不唯一性，决定其滑移时可以从一个滑移面转移到另一个滑移面上进行Ø螺位错在(111)面上滑移，至某处时被阻止，当外部条件使其可以在（1-11）上滑移时，位错线的一部分AB段便在（1-11）上滑移19双交滑移双交滑移Ø位错在（1-11）上滑移至CD时，又可以转到另一个（111）面上滑移——双交滑移Ø位错线AB滑移至CD的过程中，产生了AC、BD两段位错，显然它们是刃型位错，这相当于两个不可动割阶ØC、D两点成为位错CD的两个钉扎点，构成F-R源，位错不断增殖20双交滑移双交滑移Ø双交滑移更容易进行，所以是比F-R源更有效的位错增殖机制21   目录目录Ø位错的形成位错的形成Ø位错的增殖位错的增殖lFrank-Read源增殖机制源增殖机制l平面平面L源增殖机制源增殖机制l双交滑移机制双交滑移机制Ø位错源的开动位错源的开动22位错源的开动位错源的开动ØF-R源：l设位错线AB长度为L，使其弯曲的最小曲率半径为r＝1/2 Ll使位错线弯曲的临界应力为：l通常üL＝1mm，b＝0.1nm23位错源的开动位错源的开动24位错源的开动位错源的开动2526 结束语结束语谢谢大家聆听！！！谢谢大家聆听！！！27。