《材料科学基础 教学课件 ppt 作者 王章忠 第五章 晶 体 缺 陷》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料科学基础 教学课件 ppt 作者 王章忠 第五章 晶 体 缺 陷（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 晶 体 缺 陷,1)点缺陷：偏离区域在三维空间的各个方向上的尺度均很小，约为一个或几个原子间距，因此也称零维缺陷，如空位、间隙原子、杂质原子等。 2)线缺陷：偏离区域在二个空间方向的尺度很小，在另一个方向的尺度较大，也称一维缺陷，如位错。 3)面缺陷：偏离区域在一个空间方向的尺度很小，在另两个方向的尺度较大，也称为二维缺陷，如晶界、相界、堆垛层错等。 第一节 点 缺 陷 第二节 位 错 第三节 晶体的界面,第一节 点 缺 陷,一、点缺陷的种类及产生 二、平衡点缺陷与过饱和点缺陷 三、点缺陷的应用,一、点缺陷的种类及产生,图5-1 空位及自间隙 原子示意图,一、点缺陷的种类及产生,图5-
2、2 合金中的点缺陷类型 a) 间隙原子 b)、c)置换原子,一、点缺陷的种类及产生,图5-3 点缺陷示意图 a)肖脱基缺陷 b)弗伦克尔缺陷,二、平衡点缺陷与过饱和点缺陷,(一)平衡点缺陷 (二)过饱和点缺陷 (三)空位迁移能,三、点缺陷的应用,(一)点缺陷对金属物理性能和力学性能的影响 (二)点缺陷在实践中的应用,第二节 位 错,一、位错的基本概念 二、位错的运动 三、位错的能量及其交互作用 四、位错的产生与增殖,一、位错的基本概念,(一)位错的类型 (二)柏氏矢量 (三)位错密度,(一)位错的类型,图5-4 刃型位错模型a)原子组态 b)正刃型位错和负刃型位错,(一)位错的类型,图5-5
3、螺型位错模型 a)立体模型 b)原子组态 c)螺旋面,(一)位错的类型,图5-6 混合位错模型a)立体模型 b)原子组态,(二)柏氏矢量,图5-7 刃型位错柏氏矢量的确定 a)实际晶体的柏氏回路 b)完整晶体的相应回路,(二)柏氏矢量,图5-8 螺型位错柏氏矢量的确定 a)实际晶体的柏氏回路 b)完整晶体的相应回路,(二)柏氏矢量,图5-9 混合位错的柏氏矢量,(二)柏氏矢量,图5-10 位错的结点,(三)位错密度,二、位错的运动,(一)作用在位错上的力 (二)位错的运动,(一)作用在位错上的力,图5-12 位错的线张力,(一)作用在位错上的力,图5-12 位错的线张力,(二)位错的运动,图5
4、-13 刃型位错的滑移,(二)位错的运动,图5-14 刃型位错的滑移过程 a)原始状态晶体 b)、c)滑移的中间阶段 d)位错滑移出晶体表面形成一个台阶,(二)位错的运动,图5-15 螺型位错的滑移 a)原始位置 b)位错向左移了一个原子间距,(二)位错的运动,图5-16 螺型位错的滑移过程 a)原始状态晶体 b)、c)滑移的中间阶段 d)位错滑移出晶体表面形成一个台阶,(二)位错的运动,图5-17 刃型位错的攀移过程 a)正攀移 b)未攀移时的位错 c)负攀移,三、位错的能量及其交互作用,(一)应力场 (二)位错应变能与位错线张力 (三)位错与晶体缺陷的交互作用,(一)应力场,图5-18 位
5、错的连续介质模型 a)螺型位错 b)刃型位错,(一)应力场,图5-19 刃型位错周围的应力场,(二)位错应变能与位错线张力,(三)位错与晶体缺陷的交互作用,图5-20 两个平行螺型位 错间的相互作用,(三)位错与晶体缺陷的交互作用,图5-22 两个平行同号刃,(三)位错与晶体缺陷的交互作用,图5-22 两个平行同号刃 型位错的作用力,四、位错的产生与增殖,(一)位错的起源 (二)位错的增殖,(一)位错的起源,图5-23 由空位片转化成位错环 a)、b)过饱和空位聚集成空位片 c)空位片崩塌形成位错环,(二)位错的增殖,图5-24 弗兰克-瑞德源位错线的运动作过程,(二)位错的增殖,图5-25
6、双交滑移增殖机制示意图,第三节 晶体的界面,1)晶界：取向不同，但晶体结构相同的区域间的界面。 2)相界：固体中不同相之间的界面。 3)表面：固体与气体(或液体)的界面。 一、晶界结构与晶界能 二、晶体中的相界与相界能 三、晶体表面 四、材料表面行为 五、界面能与材料显微组织的关系,一、晶界结构与晶界能,(一)晶界与亚晶界 (二)晶界的分类与结构 (三)晶界能 (四)晶界的特性,(一)晶界与亚晶界,图5-27 晶界的过渡,(一)晶界与亚晶界,图5-28 亚晶界,(一)晶界与亚晶界,图5-28 亚晶界 结构示意图,(二)晶界的分类与结构,图5-30 扭转晶界的形成,(二)晶界的分类与结构,图5-
7、30 扭转晶界的形成,(三)晶界能,图5-32 三个晶界相交于一条直线,(三)晶界能,图5-32 三个晶界相交于一条直线 (垂直于纸面),(四)晶界的特性,二、晶体中的相界与相界能,(一)相界的分类 (二)相界能,(一)相界的分类,图5-33 各种相界结构示意图 a)共格相界 b)半共格相界 c)非共格相界,(二)相界能,三、晶体表面,(一)表面结构 (二)表面能,(一)表面结构,图5-34 离子晶体的表面结构 a)原始状态 b)电子云变形 c)离子重排,(一)表面结构,图5-35 NaCl晶体表面层,(二)表面能,四、材料表面行为,(一)表面吸附 (二)界面偏析 (三)润湿,(一)表面吸附,表5-1 吸附特征对比,(二)界面偏析,(三)润湿,图5-36 润湿的三种方式,(三)润湿,图5-37 润湿角示意图,五、界面能与材料显微组织的关系,(一)单相晶体 (二) 两相晶体,(一)单相晶体,(二) 两相晶体,图5-38 两相组织 a)双复式分布 b)纤维分布 c)片层分布,(二) 两相晶体,图 -,
