晶体缺陷作业晶体缺陷作业 1、 已知银在 800℃下的平衡空位数为 3.6×1023/m3，该温度下银的密度 ，银的摩尔质量为3cm/g58. 9AgMAg＝107.9g/mol，计算银的空位形成能 解：3.6×1023/m3相当于摩尔浓度：6 623231074. 69 .1071058. 91002. 6106 . 3根据公式：)2exp(RTGC所以：)1073314. 82exp(1074. 66 G212450.9J/molG2、 指出图 1 中位错环的各段位错线ABCDA 是什么性质的位错？他们在外应力作用xy下将如何运动？ 答：都是刃型位错（位错线与柏氏矢量垂直） 若位错正方向为逆时针方向，则 AB、CD 不动， BC 向上滑移，AD 向下滑移 （右手定则）ABCDbXYZ图 13、 在图 2 所示的晶体中，ABCD 滑移面上有 一个位错环，其柏氏矢量 b 平行于 AC (1) 指出位错环各部分的位错类型 1 点为正刃位错；2 为右旋位错；3 点为负刃位 错；4 点为左旋螺位错；其余为混合位错 (2) 在图中表示出使位错环向外运动所需施加 的切应力方向。
在晶体的上下底面施加一对平行于 b 的切应力， 且下底面内的切应力与 b 同向平行 (3) 该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变 化？ 滑移面下部晶体相对于上部晶体产生与 b 相同的滑移，并在晶体侧表面形成相应台阶ABCDb图 2 4、在图 3 所示的面心立方晶体的（111）滑移 面上有两条弯折的位错线 OS 和 O´S´其中 O´S´位错的台阶垂直于（111） ，他们的柏氏矢 量如图中箭头所示 (1)判断位错线上割断位错的类型 在两根位错线上，除 1~2、3~4 为刃型位错，其 他为螺位错 (2)有一切应力施加于滑移面，且与柏氏矢量平 行时，两条位错线的滑移特征有何差异？ OS 上各位错段都可在该滑移面内滑移， O′S′上 1~2、3~4 段位错不能运动，其余各 段都可在该滑移面内滑移OO21SS341b2b)111(图 35、 在两个相互垂直的滑移面上各有一条刃型 位错线，位错线的柏氏矢量如图 4 所示设其 中一条位错线 AB 在切应力作用下发生如图所 示的运动，试问交割后两条位错线的形状有何 变化？各段位错线的位错类型是什么？ (1)交割前，两条刃位错的柏氏矢量相互垂 直的情况（图 a） ； AB 的形状不变，但 AB 的长度缩短 ︱b2︱，CD 位错位错上形成刃型割阶。
2)交割前，两条刃位错的柏氏矢量相互平 行的情况（图 b） 1AB 位错上形成右螺旋扭折，EF 上位错上 形成左螺旋扭折AB2b1bAB2b2bab图 46、证明面心立方结构中，如果a[100]位错是纯 螺位错，下式的反应是可行的：a [110]/2+a[110 ]/2→[100]如果是纯刃位错则是不可行 的若a[110]/2 位错滑移运动，上式反应在哪 些面上进行? 解：按照Frank 判据讨论，因为a[110]/2+a[110 ]/2→a[100]反应的两端的柏氏矢量平方 和都等于a2，无法确定反应是否能进行但是， 如果[100]位错是纯螺位错，则左端的两 个位错不可能都是纯螺位错，考虑到它们有刃 型分量，它们的能量比螺型的高，即反应 前的能量比反应后的高，所以反应是可行的； 同理，如果[100]位错是纯刃位错，则左端 的两个位错不可能都是纯刃位错，考虑到它们 有螺型分量，它们的能量比刃型的低，即 反应前的能量比反应后的低，所以反应是不可 行的上面的讨论是没有考虑晶体学的具 体情况得出的， 事实上， 因为面心立方的滑 移面是{111} ， 所以， 在a[110]/2+a[110 ]/2→[100]反应中，a[110]/2 位 错应在( 111)上，a[110 ]/2 位错应在(111) 面上，两位错反应生成的位错的取向只能是( 111 )面和(111)面的交线方向，即在[ 011 ] 方向上，而反应后的位错的柏氏矢量是[100]， 它永远不可能是纯螺或纯刃位错。
7 7、图5表示在同一直线上有柏氏矢量相同的2 个同号刃位错AB 和CD，距离为x，他们作F-R 源开动 (1)这2 个F-R 源增殖时过程，发生交互作用结 果？开动临界切应力 (2)若2 位错是异号位错时，情况又会怎样？图图5 解：(a)两个位错是同号，当位错源开动时，两 个位错向同一方向拱弯，如下图(b)所示 在外力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错 段靠近，它们是反号的，互相吸引，如上图(c) 中的P 处所示两段反号位错相吸对消后，原 来两个位错连接一起，即形成AD 位错，余下 一段位错，即BC 位错，这段位错和原来的位 错反号，如上图(d)所示在外力作用下，BC 位错也作位错源开动，但它的拱弯方向与原来 的相反，如上图(e)所示两根位错继续拱弯在 如图(f)的O 及O'处再相遇，因为在相遇处它们 是反号的，所以相吸对消最后，放出一个大 位错环，并回复原来的AB 和CD 两段位错， 如上图(g)所示这 个过程不断重复增值位错b)两个位错是反号，当位错源开动时，两个位 错向相反方向拱弯，如下图(b)所示在外 力作用下，位错继续拱弯，在相邻的位错段靠 近，它们是反号的，互相吸引，如下图(c) 中的P 处所示。
两段反号位错相吸对消后，即 形成AC 和BD 位错，如下图(d)所示AC 和BD 位错继续滑动，它们在下图(e)的O 及O' 处又相遇，在相遇处的位错也是反号的 反号位错相吸并对消，放出一个大位错环，同 时恢复原来的AB 和CD 两段位错，如下2图(f)所示这个过程不断重复增值位错上述过程是两段位错间的距离x 不是很大的情 况下发生的，如果x 很大，两个位错单独 作为位错环开动，他们各自放出一个位错环， 然后两个位错再合并成一个大位错环。