FCC金属中的面缺陷_1P03_chs
- 格式:pdf
- 大小:454.56 KB
- 文档页数:11
知识点059. 面缺陷及分类定义:分类:晶界及分类:定义:分类:1.按晶粒间位向差分类晶界小角度晶界大角度晶界倾斜晶界(晶间)扭转晶界(晶间)对称倾斜晶界不对称倾斜晶界亚晶界(晶内)小角度晶界对称倾斜晶界形成:倾斜晶界为(100)面(晶界)。
投影面为(001)面。
两侧晶体的位向差为θ,相当于相邻晶粒绕[001]轴反向各自旋转θ/2而成。
转轴是[001]。
对称倾斜晶界几何特征:相邻两晶粒相对于晶界作旋转,转轴在晶界内并与位错线平行。
结构特点:由一系列平行等距离排列的同号刃位错所构成。
不对称倾斜晶界形成:界面是绕[001]轴旋转角度φ的任意面,相邻两晶粒的取向差仍是很小的θ角,但界面两侧晶粒是不对称的。
投影面为(001)面。
两侧晶体的位向差为θ,相当于相邻晶粒绕[001]轴反向各自旋转θ/2而成。
转轴是[001]。
不对称倾斜晶界几何特征:界面与左侧晶粒 [100] 轴向夹角为φ-θ/2,与右侧晶粒的[100]成φ+θ/2夹角。
结构特点:由两组相互垂直的刃位错组成扭转晶界扭转晶界几何特征:相邻两晶界关于001轴旋转,转轴不在晶界内,且与位错线相互垂直。
结构特点:由两组相互垂直的螺位错组成*亚晶粒与亚晶界:亚晶界也可以用位错模型描述。
亚晶界两侧的亚晶粒取向差或位向差小于2度。
亚晶粒大小一般不超过0.001mm。
大角度晶界有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)2.按晶界两边原子排列的连贯性分2.按晶界两边原子排列的连贯性分3.按堆积方式描述的晶界为堆垛层错,包括反映孪晶以面心立方结构为例,当正常层序中抽走一原子层, 相应位置出现一个逆顺堆垛层……ABC AC ABC……称抽出型(或内禀)层错;如果正常层序中插入一原子层, 相应位置出现两个逆顺序堆层……ABCA C BCAB……称插入型(或外禀)层错。
堆垛层错导致的孪晶面堆垛层错导致的孪晶面晶界的特性:有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)晶界的特性:晶界的特性:晶界的特性:随堂练习:答:随堂练习:答:随堂练习:。
部分bcc和fcc金属点缺陷性能的第一原理计算刘艳侠;李志芳;赵宇琪;孙嘉兴【期刊名称】《辽宁大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(044)002【摘要】缺陷对金属及合金的物理和机械性能有显著的影响.点缺陷如空位和间隙性能有助于理解金属和合金的热力学及动力学行为.使用第一原理软件CASTEP模块计算了体心立方结构金属V,Cr,Fe,Nb,Mo,W和面心立方结构金属Ni,Rh,Pd,Cu,Zn,Ag的单空位形成能、结合能、自间隙形成能.计算结果表明:所有结合能的计算值均高于实验值,空位形成能的结果与其他计算方法的结果比较接近;对于bcc结构,〈110〉或〈111〉哑铃间隙构型能量最低,结构最稳定,与其他计算方法结论一致;fcc结构的〈100〉哑铃或八面体间隙构型能量最低,结构最稳定;空位形成能的值大约是结合能的1/3-1/4;间隙形成能与体弹性模量B有关,随着B的增大而增大.【总页数】8页(P121-128)【作者】刘艳侠;李志芳;赵宇琪;孙嘉兴【作者单位】辽宁大学物理学院,辽宁沈阳110036;辽宁大学物理学院,辽宁沈阳110036;南京大学物理学院,江苏南京210093;辽宁大学物理学院,辽宁沈阳110036【正文语种】中文【中图分类】O483【相关文献】1.hcp-,fcc-和bcc-Sc晶格稳定性的第一原理研究 [J], 陶辉锦;刘玲;陈伟民;文杰斌;杨巧然2.金属间化合物L10-TiAl点缺陷浓度的第一原理 [J], 陶辉锦;孙顺平;张铖铖;陈图;罗伟;江勇3.L12-Al3Li金属间化合物点缺陷浓度的第一原理计算 [J], 孙顺平;李小平;于赟;卢雅琳;臧冰;易丹青;江勇4.FCC:BCC部分共格界面的计算机再研究 [J], 康戈文;徐启昆5.B32-LiAl点缺陷结构的第一原理计算 [J], 陈律;文韬因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
fcc金属中位错与孪晶界交互作用的原子机制第一篇范文FCC金属中位错与孪晶界交互作用的原子机制FCC(面心立方晶格)金属因其独特的晶体结构,在工程应用中占有重要地位。
位错和孪晶界是影响FCC金属塑性变形和力学性能的微观结构因素。
本文旨在探讨FCC金属中位错与孪晶界交互作用的原子机制。
一、位错与孪晶界的原子结构位错是晶体中的一种线缺陷,主要由原子层错引起。
在FCC金属中,主要有两种类型的位错:刃位错和螺位错。
刃位错发生在{111}晶面上,而螺位错发生在{110}晶面上。
孪晶界是晶体中的一种面缺陷,它是由晶体沿着某一特定方向进行滑移而形成的。
在FCC金属中,孪晶界主要由{111}晶面构成。
二、位错与孪晶界的交互作用1. 位错与孪晶界的相互作用在FCC金属中,位错与孪晶界的相互作用主要表现为位错在孪晶界处的塞积和弓出。
当位错在孪晶界附近移动时,由于孪晶界的{111}晶面与位错线方向平行,使得位错在孪晶界处受到阻碍。
这种阻碍导致位错在孪晶界附近堆积,形成塞积群。
塞积群的存在会增加材料的应力水平,从而影响其力学性能。
2. 孪晶界对位错运动的影响孪晶界对位错运动的影响主要体现在孪晶界对位错线的 pinning 效应。
由于孪晶界的{111}晶面与位错线方向平行,使得位错在孪晶界处难以移动。
这种 pinning 效应限制了位错的运动,从而影响材料的塑性变形能力。
三、原子机制位错与孪晶界交互作用的原子机制主要包括以下几个方面:1. 晶格畸变:位错和孪晶界都会引起晶格的畸变。
位错引起的晶格畸变主要集中在位错线附近,而孪晶界引起的晶格畸变则主要集中在孪晶界附近。
这种晶格畸变会影响位错的运动和孪晶界的稳定性。
2. 原子间的相互作用:位错与孪晶界之间的相互作用主要是通过原子间的相互作用实现的。
在FCC金属中,原子间的金属键起着关键作用。
位错与孪晶界附近的金属键会发生畸变,从而影响位错和孪晶界的运动。
3. 电子云的重排:位错和孪晶界都会引起电子云的重排。
fcc金属的层错能
FCC金属的层错能是指在晶体中发生层错时所需的能量。
层
错是晶体中原子排列的缺陷,通常是由于晶格中出现了一层原子相对于其它层位置的偏移。
层错能是衡量层错形成稳定性和层错运动难度的指标。
对于FCC(面心立方)结构的金属,常见的层错类型有位错
和膜错。
位错是晶体中一层原子相对于其它层位置的平移,而膜错是晶体中一层原子相对于其它层位置的扭曲。
层错能取决于金属的性质以及层错的类型和位错线(层错线)与晶体中的原子排列之间的相互影响。
一般来说,FCC金属的层错能较低,即形成和移动层错所需
的能量相对较少。
这主要是因为FCC结构具有相对较高的对
称性和原子间的紧密堆积。
因此,FCC金属常常具有较好的
塑性变形和延展性,容易发生塑性变形和形成层错。
然而,具体金属的层错能取决于其具体的晶体结构、晶格参数,以及晶体中原子间的相互作用。
不同金属的层错能可以有很大的差异,可能受到合金元素的影响,这也决定了金属的抗变形能力和力学性能。
因此,虽然FCC金属通常具有较低的层错能,但不同金属之间的层错能仍然可能存在差异。
金属材料的晶体缺陷研究晶体缺陷是金属材料中常见的结构不完整性,对金属的性能和行为具有重要影响。
通过对金属材料晶体缺陷的研究,可以帮助我们更好地理解金属的力学性能、热学性能以及电学性能等方面的特性,进而指导金属加工和设计实践。
一、晶体缺陷的种类晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
其中点缺陷是指晶体中原子位置的变化。
最简单的点缺陷是空位缺陷,即晶体中的原子位置上缺少一个原子。
此外,金属材料中还存在其他点缺陷,如附加原子缺陷和间隙原子缺陷等。
线缺陷是指晶体中一系列原子位置的错位导致的缺陷,最典型的线缺陷是位错。
位错会引起金属材料的塑性行为,影响材料的强度和可塑性。
面缺陷是晶体中表面的断裂或者晶界的缺陷,晶界是晶体中两个晶粒的交界面。
面缺陷对材料的性能和行为具有重要影响,尤其是对材料的耐蚀性和疲劳寿命等方面有显著影响。
二、晶体缺陷的形成机制晶体缺陷的形成机制与金属材料的凝固和固态相变等过程密切相关。
凝固过程中,晶体的生长和形成会受到外界条件的影响,如温度、压力和成分等。
在这些条件的调控下,原子会在晶体中形成不完整的结构,从而形成缺陷。
此外,金属材料在经历力学或热学过程中也会产生晶体缺陷。
例如,在金属加工过程中,由于外界应力的作用,晶体内部会发生位错生成和扩散,从而形成晶体缺陷。
在金属材料的退火过程中,晶体缺陷还会发生位错或挤出,从而减少材料的应力和形变等。
三、晶体缺陷对金属材料的影响晶体缺陷对金属材料的性能和行为具有重要的影响。
首先,晶体缺陷会引起材料的塑性行为。
位错是金属材料中最基本的位点缺陷,对金属材料的塑性变形过程具有重要影响。
位错密度的变化会直接影响材料的力学性能,如强度、硬度和延展性等。
此外,晶体缺陷还会导致材料的疲劳行为和腐蚀性能的变化。
晶体缺陷作为金属表面的缺陷点,容易引发材料表面的腐蚀和疲劳裂纹的生成。
因此,在金属材料的设计和应用中,需要考虑晶体缺陷对疲劳寿命和耐蚀性能的影响。
最后,晶体缺陷还会影响金属材料的导电性能。
金属材料的晶体缺陷行为研究随着材料科学的发展,对金属材料的晶体缺陷行为的研究变得越来越重要。
晶体缺陷是指在金属晶体中存在的不完美的结构单元,包括点缺陷、面缺陷和线缺陷。
这些缺陷对金属材料的性能和行为产生着重要影响。
本文将就金属材料的晶体缺陷行为展开讨论。
一、点缺陷点缺陷是晶体中最简单的缺陷类型,包括空位原子、间隙原子和游离原子。
空位原子是指晶体中由于原子空位而造成的缺陷,它会导致晶体的密度减小和原子间距增大。
间隙原子是指晶体中原子填补空位后造成的缺陷,它会导致晶体的密度增加和原子间距减小。
游离原子是指晶体中存在的不属于晶格的原子,它会改变晶体的导电性和热传导性能。
二、面缺陷面缺陷是指晶体表面产生的缺陷,包括位错和晶界。
位错是指晶体中原子排列出现的错位,它会导致晶体局部区域的形变和力学性能变化。
晶界是指晶体之间的界面,它是由于晶体生长过程中晶粒的结合而形成的。
晶界对晶体的力学性能、导电性能和热传导性能具有显著影响。
三、线缺陷线缺陷是指晶体中由于原子排列出现的线状缺陷,包括位错线和蠕变线。
位错线是晶体中位错串联而成的线状缺陷,它会导致晶体局部区域出现形变和力学性能变化。
蠕变线是晶体中因温度和应力作用产生的线状缺陷,它会导致晶体局部区域出现变形和材料老化。
综上所述,金属材料的晶体缺陷行为对材料的性能和行为具有重要影响。
了解和研究金属材料的晶体缺陷行为,有助于改进金属材料的制备工艺,提高材料的性能和可靠性。
今后的研究中,需要进一步深入探究金属材料晶体缺陷的形成机制和调控方法,以及晶体缺陷与材料性能之间的关联性,为金属材料的应用和开发提供更多的理论和实验基础。