第四章 晶体缺陷习题

7．在图 4-54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)，它们的柏氏矢量如图中箭头所示。 （1）判断位错线上各段位错的类型。

（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？

参考答案：

（1）OS上的12、34和 O'S'相应的1'2'、3'4'为刃型位错，其余为螺型位错。

（2）OS上的位错段均可在该滑移面滑移；O'S'上的1'2'、3'4位错不能运动，其余在滑移面上均可滑移。12、34 为扭折，1'2'、3'4'为割阶，割阶对螺位错的运动起阻碍作用，只能借助攀移被拖曳过去。

10．判断下列位错反应能否进行：

aaa[101]?[121]?[111] 263aaaa几何条件：[101]?[121]?[222]?[111]

2663a222a2221?1)?(1?22?12)2?a2 能量条件：反应前 ?b?(263a22221221?1?1)?a 反应后?b?(33

满足几何条件和能量条件，故反应能够进行。

aa[101]?[101] 22aaa几何条件：[101]?[101]?[200]?a[100]

222 a[100]??b 反应后?b能量条件：反应前进行。

2?(a12)2?a2

2?2(a2221?1)?a2 2满足几何条件，但反应前后能量相等，不满足能量条件，故无外力作用时，该位错反应不能

aaa[112]?[111]?[111] 362aaaa几何条件：[112]?[111]?[333]?[111]

3662a22a321?1?22)2?(12?12?12)2?a2 能量条件：反应前 ?b?(364a22223221?1?1)?a 反应后?b?(24

满足几何条件，但反应前后能量相等，不满足能量条件，故无外力作用时，该位错反应不能进行。

aa[111]?[111] 22aaa几何条件：[111]?[111]?[200]?a[100]

222 a[100]??b 反应后?b能量条件：反应前

2?(a12)2?a2

2?2(a2222321?1?1)?a 22满足几何条件，但反应后能量增加，故反应不能进行。

11.若面心立方晶体中b=a/2[101〕的全位错以及b=a/6[121]的不全位错，此两位错相遇发生位错反应，试问：

（1）此反应能否进行？为什么？

（2）写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。 参考答案：

（1）能进行，因为符几何条件和能量条件

（2）a/3[-111]为费兰克不全位错。因为柏氏矢量垂直于层错面，不能在层错面上滑移，故为固定位错或不滑动位错。

13．已知Cu的点阵常数为0. 255nm，密度为8. 9g/cm\摩尔质量为63. 54g/mol。如果Cu在交变载荷作用下产生的空位浓度为 5 X 10-4，并假定这些空位都在｛111｝面上聚集成直径为20nm的空位片，（相当于抽出一排原子而形成位错环） （1）计算 lcm3晶体中位错环的数目。 （2）指出位错环的位错类型。 （3）位错环在｛111｝面上如何运动？

参考答案：

（1）1cm3晶体中的Cu原子数：

6.023×1023×8.9/63.54＝8.49×1022/cm3

22

｛111｝的面密度：（1/6×3＋1/2×3）/√3/2×a＝35.37/cm

24

一个位错环（空位片）所需原子：35.37×3.14×（20/2）＝1.12×10

位错环的数目：（8.49×1022×5×10）/1.12×10＝3.79×10（2）刃型位错

（3）不能滑移只能攀移

-4

4

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