1、第三节 作用在位错上的力及位错的运动一、作用在位错上的力实际 : 位错在 外加切应力 或其他 内应力 的作用下发生运动或有运动的趋势。假设 :位错上作用了一个 力 F,驱使位错运动,则 F必垂直于位错线。外加切应力 为 , 位错长度 为 L, 柏氏矢量 为 b, 移动距离为 ds, 已滑移区面积 Lds,作用在该区域上的 外力 为 Lds, 该区域的 滑移量 为 b,则 滑移消耗的功为 : W1=Ldsb力 F使位错线 移动 ds所做的功为 : W2=Fds W1=W2,即: Fds=Ldsb 故有 F=Lb 作用于单位长度位错线的力则为: f =b 此式表明: f 的大小 与 和 b 成正比
2、 。同一位错线上各点 b相同 ,只要 切应力均匀地作用 在晶体上,则位错线上各处 f 力的大小也相同 。f 力的方向 : 垂直于位错线 , 指向 滑移面的 未滑移区 。刃位错 : f 力与外加切应力 的方向 一致 。螺位错 : f 力与外加切应力 的方向 垂直 。 说明:力 f 并不是 的分力, 是位错附近原子实际受到的力,与b 的方向一致; f 只是作用在位错上的假想力,为组态力,不代表原子实际所受的力,也区别于作用在晶体上的力。任意形状位错 : f 力的大小仍为 b ,方向为位错线上 各点的法线方向 。 二、位错的运动位错运动的两种基本形式 滑移和攀移。滑移 :位错线 沿着滑移面 的运动。
3、攀移 :位错沿着 垂直于滑移面 的方向运动。刃型位错 :既可滑移,也可攀移;螺型位错 :只能滑移,不可攀移。1、位错的滑移1)刃型位错的滑移原子的 移动 :在 外加切应力作用 下,位错 中心 附近的 原子 沿切应力方向 作少量移动 (1个原子间距 ),就可使 位错线 在滑移面上向右 移动 1个原子间距 。故 位错滑移只需很小的切应力 。刃型位错滑移时原子的移动在相同的切应力作用下, 负刃位错 的移动方向与 正刃位错 相反 。但 造成的晶体滑移的结果 相同 。刃型位错线的移动:滑移方向 :垂直于位错线,但 平行于 b;滑移面 :位错线与 b构成的平面,是 一个确定的平面 。滑移结果 : 产生一个
4、宽度为 b的 台阶 。2)螺型位错的滑移原子的 移动 :为滑移面以上原子。:为滑移面以下原子。b)图中, 虚线 :点阵 原始位置; 实线: 位错 滑移 一个原子间距 后的状态 。切应力作用下,位错周围的 原子 沿切应力方向 移动一个微小距离 , 位错线 向左 移动了一个原子间距 。b螺型位错线的运动滑移方向 :垂直于位错线,也 与 b垂直 ;滑移面 :位错线与 b构成的平面,位错线与 b平行, 可以有多个 。滑移结果 : 产生一个宽度为 b的 台阶 。3) 混合型位错的滑移在相同的切应力作用下:正、负刃 型位错线的运动 方向相反 ;左、右螺 型位错线的运动 方向相反 。位错环:滑移方向 :也垂直于位错线,沿外法线方向 向外扩展 ,而与 b成任意角度;滑移结果 : 产生 一个宽度 为 b的 台阶 。