题目
在如图所示的立方体形晶体中, 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。(2 )指出使位错环向外运动所需施加的切应力的方向。(3)位错环运动出晶体后晶体外形如何变化?T-|||-B-|||-N 4 __ 3-|||-4-|||-1-|||-一 b-|||-A-|||-D-|||-一-- ---
在如图所示的立方体形晶体中, 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。
(2 )指出使位错环向外运动所需施加的切应力的方向。
(3)位错环运动出晶体后晶体外形如何变化?
题目解答
答案
解:(1) 1点为正刃型位错,2点为右螺型位错,3点为负刃型位错,4点为左螺型位错,其余均 为混合位错。
(2) 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) 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。
解析
步骤 1：确定位错类型
根据位错环的柏氏矢量 b 平行于 AC，可以确定位错环各部分的位错类型。位错环的位错类型取决于位错线与柏氏矢量的相对方向。在晶体学中，位错类型可以分为刃型位错、螺型位错和混合位错。
- 1点：位错线与柏氏矢量 b 垂直，因此为正刃型位错。
- 2点：位错线与柏氏矢量 b 平行，因此为右螺型位错。
- 3点：位错线与柏氏矢量 b 垂直，但方向相反，因此为负刃型位错。
- 4点：位错线与柏氏矢量 b 平行，但方向相反，因此为左螺型位错。
- 其余部分：位错线与柏氏矢量 b 既不平行也不垂直，因此为混合位错。
步骤 2：确定切应力方向
为了使位错环向外运动，需要在晶体的上下底面施加一对平行于柏氏矢量 b 的切应力。具体来说，下底面内的切应力与柏氏矢量 b 同向平行，上底面内的切应力与柏氏矢量 b 反向平行。这样，位错环将受到一个向外的力，从而向外运动。
步骤 3：确定晶体外形变化
当位错环运动出晶体后，晶体的外形将发生变化。由于位错环的运动导致滑移面下部晶体相对于上部晶体产生与柏氏矢量 b 相同的滑移，因此在晶体的侧表面将形成相应的台阶。这些台阶的形成是由于位错环运动过程中晶体内部的原子重新排列所导致的。
根据位错环的柏氏矢量 b 平行于 AC，可以确定位错环各部分的位错类型。位错环的位错类型取决于位错线与柏氏矢量的相对方向。在晶体学中，位错类型可以分为刃型位错、螺型位错和混合位错。
- 1点：位错线与柏氏矢量 b 垂直，因此为正刃型位错。
- 2点：位错线与柏氏矢量 b 平行，因此为右螺型位错。
- 3点：位错线与柏氏矢量 b 垂直，但方向相反，因此为负刃型位错。
- 4点：位错线与柏氏矢量 b 平行，但方向相反，因此为左螺型位错。
- 其余部分：位错线与柏氏矢量 b 既不平行也不垂直，因此为混合位错。
步骤 2：确定切应力方向
为了使位错环向外运动，需要在晶体的上下底面施加一对平行于柏氏矢量 b 的切应力。具体来说，下底面内的切应力与柏氏矢量 b 同向平行，上底面内的切应力与柏氏矢量 b 反向平行。这样，位错环将受到一个向外的力，从而向外运动。
步骤 3：确定晶体外形变化
当位错环运动出晶体后，晶体的外形将发生变化。由于位错环的运动导致滑移面下部晶体相对于上部晶体产生与柏氏矢量 b 相同的滑移，因此在晶体的侧表面将形成相应的台阶。这些台阶的形成是由于位错环运动过程中晶体内部的原子重新排列所导致的。