晶体缺陷7实际晶体中的位错汇总.

1）b a [121] | b | 6 a 6 6 。
2）刃型 螺型 混合型
螺型
混合型
3）可滑移，不能攀移，即可在具有堆垛
层错的{111}面上滑移，引起层错面 的扩散或收缩，但不能离开层错面。
4）不能交滑移，因为位错线沿<112>方
向，不是沿两个{111} 面（主滑移面 和交滑移面）的交线<110>方向。
7.2 实际晶体中的位错
全位错 在简单立方结构中的位错，其 b 总是等于点阵 矢量。实际晶体中根据柏氏矢量的不同，可把 位错分为以下几种形式 b 等于单位点阵矢量的称为“单位位错”。 b 等于单位点阵矢量的整数倍的为“全位错” b 不等于单位点阵矢量或其整数倍的为“不全位 错”或称“部分位错”
典型晶体结构中单位位错的柏氏矢量
_ a [10 1] 2
_ a [10 1] 2
_ a [11 2] 6
[ 2 11]
a __ [ 2 11] 6
__
a[112]
_ _ a a a __ [10 1] [11 2] [2 11] 满足 2 6 6
_
a 2
2

a a 满足 6 6
2
2
计算铜中全位错的柏氏矢量的长度
面心立方晶体中的位错
1 反应前： b b i 1 2
m 2 i 2
n 2 j 2 1 2 2
1 1 1 0 2
2 2 2
2 2
2
6 6 1 反应后： b' b b 6 6 3 j 1
7.1 位错反应
由1个位错分解成几个新位错或由几个位错合成1个 新位错的过程
两个异号刃型位错可能自毁
位错反应的两个判据
几何条件(b守恒性)：反应后诸位错的b之和等 于反应前诸位错的b之和,即
能量条件(能量降低)：反应后各位错的总能量 应小于反应前各位错的总能量
例如，FCC的全位错分解为Shockley分位错：bb1+b2 1 1 1 反应式： [ 1 10 ] [ 2 11] [ 1 2 1 ] 2 6 6 n m 1 1 几何条件: b' j b1 b2 [ 3 30] [ 1 10] b bi 符合 6 2 j 1 i 1 计算能量：
3. 插入一层，或相间抽出两侧
层错能
形成层错几乎不产生点阵畸变，但破坏晶体对称性 和周期性，使电子发生反常衍射效应，使晶体能量 升高。由层错引起的能量增量叫层错能。层错能越 高，层错出现几率越低。
分位错
若堆垛层错发生在部分区域，则层错边缘将存 在位错(不全位错)
B
B △ A △ B △ A △ C △ B △ A A △ C
2 b ' b 符合能量条件： i j 1 2 j i 1 n m
所以此位错反应可以自发进行。
计算 1.分量和 2.分量平方和
请判定下列位错反应能否进行
（ 1）
几何条件： 能量条件：
，满足几何条件
满足能量条件，反应可以进行。
（ 2）
几何条件： 能量条件：
，满足几何条件
满足能量条件，反应可以进行。
a 例：f.c.c中，柏氏矢量为 121 的位错能否分解成单位位错？ 2
结构条件：
能量条件：
a a a [121] [110 ] [011] 2 2 2
满足
3a 2 2
a a 2 2
2
2
满足
a [121] 2 a [0 11] 2 a [110 ] 2
不全位错
柏氏矢量的长度不等于沿滑移方向原子间距的整数倍 。这种位 错扫过晶体，滑移面上下原子不再占有原先位置，产生层错。
HCP：{111}面按ABAB顺序排列形成
FCC：{111}面按ABCABC顺序排列形成
层错：实际晶体中晶面堆垛顺序发生局部差错而产生的缺陷。
1. 滑移
使任一层(111)晶面滑移1/6<112>，移至其相邻晶
[110] [111]
面相应的位置上，该层以上的原子面也滑移同样大小的矢量
A B
[110]
间距, 所以是不全位错
抽出型Frank分位 错（负）
插入型Frank分位 错（正）
Frank不全位错特点
3 [111], | b | a b与层错面和位错线垂直，故纯刃型 1） b a 3 3 2）b不是FCC晶体滑移方向，故不能滑移，只能攀移
攀移
Shockley分位错
沿(111)面，使A层以上原子相对于C层作滑移即
A→B→C→A→B，若滑移中止在晶体内部，则已
滑移区与未滑移区的边界为Shockley分位错。
[110] [111] [111] [110]
CA C B B A C B A
1[112] 6
A C B C B A
[112]
⊙[110]
⊙[110]
刃型
[112]
结构
面心立方晶体中的单位位错
滑移
Shockley不全位错特点
A
△ C △来自百度文库
A
A
C B A
△ C
A △ B
△
B △ A
B △ A
△
A
抽出型层错
插入型层错
△
B
△ A
Frank分位错
在fcc晶体中插入或抽走一层（111）面，就
会形成堆垛层错。若插入或抽走的只是一部
分，层错与完整晶体边界即所谓“Frank位错
”。其柏氏矢量为b=1/3<111>
该矢量小于FCC晶体中〈110〉方向上的原子
Thompson四面体
利用四面体和符号表示滑移面、滑移方向和b
罗-罗向量
四面体的六个棱，即由顶点A,B,C,D（罗马字母）连 成的向量——12个全位错的柏氏矢量<110>
1 DA [101 ] 2 1 DB [011 ] 2 1 DC [110] 2 1 AB AD DB [ 1 10] 2 1 AC AD DC [01 1 ] 2 1 BC BD DC [10 1 ] 2
1 6
CA C BC
[111]
[11 2]
B A
C
1 6
[11 2]
B
[112]
⊙ [110] [112] ABCABC…… → ABCBCA…… 抽出型层错 △△▽△△
A
2. 抽去一层
d hkl
a h2 k 2 l 2
a 3
抽去A2层后，其上各层晶面垂直下落一个(111）面的面 间距，相当于发生1/3[111]的滑移，结果在C1和B2层之 间形成层错或同时加进两层(111)面也会形成同样层错。