页 第 1
一、解释概念(3×5=15分)
1. 空位:晶格中某格点上的原子空缺了,则称为空位,这是晶体中最重要的点缺陷。脱位原子有可能挤入格点的间隙位置,
形成间隙原子。
2. 刃型位错:有一多余半原子面,好象一把刀插入晶体中,使半原子面上下两部分晶体之间产生了原子错排,称为刃型位
错。其半原子面与滑移面的交线为刃型位错线。。
3. 螺型位错:晶体沿某条线发生上下两部分或左右两部分错排,在位错线附近两部分原子是按螺旋形排列的,所以把这种
位错称为螺型位错。
4. 攀移:刃型位错在垂直于滑移面方向的运动称作攀移。通常把多余半原子面向上运动称为正攀移,向下运动称为负攀移。
攀移可视为半原子面的伸长或缩短,可通过物质迁移即空位或原子扩散来实现。
5. 割阶:一个运动的位错线特别是在受到阻碍的情况下,有可能通过其中一部分线段首先进行滑移。若该曲折线段垂直于
位错的滑移面时,称为割阶
6. 层错:实际晶体结构中,密排面的正常堆垛顺序遭到破坏和错排,称为堆垛层错,简称层错。 7. 晶界:属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面称为晶界。
8. 扭折:一个运动的位错线特别是在受到阻碍的情况下,有可能通过其中一部分线段首先进行滑移。若由此形成的曲折在
位错的滑移面上时,称为扭折。
9. 柏氏矢量:用来表征位错特征,揭示位错本质的物理量。其大小表示位错的强度,方向及与位错线的关系表示位错的正
负及类型。
10. 扩展位错:通常把一个全位错分解成两个不全位错,中间夹着一个堆垛层错的位错组态称为扩展位错。
页 第 2
11. 科垂尔气团:围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物,通常阻碍位错运动,产生固溶强化效果。
12. 面角位错:在FCC晶体中形成于两个{111}面的夹角上,由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。 二、 填空(1×15=15分) 1.
螺位错的滑移矢量与位错线________,凡是包含位错线的平面都可以作为它的滑移面。但实际上,滑移通常是在那些原子________面上进行。 2. 3.
两柏氏矢量相互垂直的刃型与螺型位错相交,会在刃型位错上形成________,在螺型位错上形成________。 柏氏矢量的大小,即位错强度。同一晶体中,柏氏矢量愈大,表明该位错导致的点阵畸变________,它所处的能量也________。由P—N力公式可知,使位错移动的临界切应力随a/b增加而________,所以滑移通常发生在________面的________方向上。 4.
两柏氏矢量相互平行的刃型位错交割,会分别在两刃型位错上形成________,而两柏氏矢量相互垂直的刃型位错交割,会在其中的一个刃型位错上形成________。 5.
面心立方、体心立方和密排六方晶体的堆垛形式分别为沿(110)密排面的________、沿 滑移面的________、沿(0001)密排面的________。 6.
在实际晶体中,从任一原子出发,围绕位错以一定的步数作一闭合回路,称为________;在完整晶体中按同样的方向和步数作相同的回路,该回路________,由________点到________点引一矢量,使该回路闭合,这个矢量称为实际晶体中的柏氏矢量。 7.
面心立方晶体的密排方向为________,其单位位错的柏氏矢量为________;体心立方晶体密排方向为________,单位位错柏氏矢量为________。密排六方晶体的密排方向为________,单位位错为________。
页 第 3
8. 9. 10. 11.
螺位错的柏氏矢量与位错线_________,凡是包含位错线的平面都可以作为它的滑移面。 能够进行交滑移的位错必然是_______位错。
螺型位错的应力场有两个特点,一是没有________分量,二是________对称分布。
两个平行刃型位错相互作用时,若只允许滑移,柏氏矢量同号的将________于滑移面排列,异号的将束缚于________线上。
12. 位错的应变能与其柏氏矢量的___________成正比,故柏氏矢量越________的位错,其能量越_______,在晶体中越稳定。
13. 如果两个平行螺位错之间的作用力为吸引力,则它们是________螺位错,如果两个平行螺位错之间的作用力为排斥力,则它们是________螺位错。
14. 15. 16. 17.
金属的层错能越________,产生的扩展位错的宽度越________,交滑移越________进行。 小角度晶界能随位向差的增大而________;大角度晶界能与位向差________。 位错塞积会产生________集中,这是晶体受外力作用产生裂缝的重要机制。 柯垂耳气团会阻碍位错运动,需要外力作更多的功,这就是________效应。
三、判断(2x5=10分) 1. 2. 3. 4.
螺位错只有一个滑移面。
一个不含空位的完整晶体在热力学上是稳定的。( )
一根位错线具有唯一的柏氏矢量,但是当位错线的形状发生改变时,柏氏矢量也会改变。( ) 再结晶能够消除加工硬化效果,是一种软化过程。( )
页 第 4
5. 6. 7. 8. 为降低表面能,自由晶体的外表面通常是其密排面。( )
金属的加工硬化是指金属在塑性变形后强度、硬度提高,塑性、韧性下降的现象。( ) 晶体缺陷的共同之处是它们都能引起晶格畸变。( )
在相同的条件下,空位形成能越大,则空位浓度越低;加热温度越高,则空位浓度越大。( ) 9. 室温下,金属晶粒越细,则强度越高、塑性越好。( ) 10. 小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的。( ) 11. 相互平行的刃位错和螺位错不会发生相互作用。( )
12.
位错线是晶体中已滑移区域和未滑移区域的边界线,因此不可能中断于晶体内部。四、判断下列位错反应能否进行,并写出判断依据 (2x5=10分)
aa1.a[100]?2[111]?2[111] 几何条件:a[100]?a2[1?1,1?1,1?1]
能量条件:b22321?a?(b24a22??b2333?4a2)?2a 所以不能反应
2.a[100]?a[010]?aa2[111]?2[111] 几何条件:
)
( 页 第 5
左?a[100]?a[010]?a[1?0,0?1,0?0]?a[110]aaa右?[111]?[111]?[1?1,1?1,1?1]?a[110]
2223332能量条件:左=b?b?a?a?2a,右=b?b???a,可以反应
222222324124a[100]?a[010]?aa3.2[111]?2[111] 几何条件:左=a[1+0,0+1,0+0]=a[110],
右=(a/2)[1+1,1+1,1-1]=a[110],满足
能量条件:a2a22?2?a22,满足可以反应。 aaa4.2[011]?2[101]?2[110] 几何条件:a2[011]?a2[101]?a2[0?1,1?0,1?1]?a2[110],能量条件:a2a2a22?2?2,可以反应。
aaa5.2[101]?6[121]?3[111] 42