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位错的基本类型和特征
晶体在不同的应力状态下,其滑移方式不同。根据原子的滑移方向和位错线取向的几何特征不同,位错分为刃位错、螺位错和混合位错。
1. 刃位错
(1)形成及定义:
晶体在大于屈服值的切应力τ作用下,以ABCD面为滑移面发生滑移。AD是晶体已滑移部分和未滑移部分的交线,犹如砍入晶体的一把刀的刀刃,即刃位错(或棱位错)。
(2)几何特征:
位错线与原子滑移方向相垂直;滑移面上部位错线周围原子受压应力作用,原子间距小于正常晶格间距;滑移面下部位错线周围原子受拉应力作用,原子间距大于正常晶格间距。
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刃型位错的分类:
分类:正刃位错,“┴” ;负刃位错,“┬” 。符号中水平线代表滑移面,垂直线代表半个原子面。
(3)刃型位错的结构特征
①有一额外的半原子面,分正和负刃型位错;
②位错线可理解为是已滑移区与未滑移区的边界线,可是直线也可是折线和曲线,但它们必与滑移方向和滑移矢量垂直;
③只能在同时包含有位错线和滑移矢量的滑移平面上滑移;
④位错周围点阵发生弹性畸变,有切应变,也有正应变;点阵畸变相对于多余半原子面是左右对称的,其程度随距位错线距离增大而减小。就正刃型位错而言,上方受压,下方受拉。
⑤位错畸变区只有几个原子间距,是狭长的管道,故是线缺陷。
(3)结构特征
①螺型位错的结构特征无额外的半原子面,原子错排是轴对称的,分右旋和左旋螺型位错;
②螺型位错线与滑移矢量平行,故一定是直线,位错线移动方向与晶体滑移方向垂直;
③滑移面不是唯一的,包含螺型位错线的平面都可以作为它的滑移面;
④位错周围点阵也发生弹性畸变,但只有平行于位错线的切应变而无正应变,即不引起体积的膨胀和收缩;
⑤位错畸变区也是几个原子间距宽度,同样是线位错。
3.混合位错
在外力τ作用下,两部分之间发生相对滑移,在晶体内部已滑移和未滑移部分的交线既不垂直也不平行滑移方向(伯氏矢量b),这样的位错称为混合位错。如下图所示。
位错线上任意一点,经矢量分解后,可分解为刃位错和螺位错分量。晶体中位错线的形状可以是任意的,但位错线上各点的伯氏矢量相同,只是各点的刃型、螺型分量不同而已。