第二章 空位与位错:介绍空位、位错、界面与表面的相关内容2.1点缺陷:晶体结构中的缺陷及分类,点缺陷中的空位和溶质原子,与温度有关的空位及空位平衡浓度计算公式,产生空位过饱和的途径,空位的运动,空位对材料性能的影响。
2.2位错概念:位错概念,从材料理论强度和实际强度的比较介绍位错理论的发展过程,位错的观察方法和位错的形态。
2.3刃型位错:从原子面排列模型和滑移模型引入刃型位错概念,刃型位错的滑移矢量-柏氏矢量确定方法,并从位错线与柏氏矢量位向关系定义位错性质。柏氏矢量性质,刃型位错特点。
2.4螺型位错和混合位错:螺型位错特点及其位错线与柏氏矢量位向关系;混合位错的位错线与柏氏矢量位向关系;位错密度
2.5位错的运动:位错的运动形成塑性变形;刃型位错的滑移与攀移运动;螺型位错和混合位错的滑移;位错运动的晶格阻力:派-纳力公式;交滑移
2.6位错应变能:位错周围的弹性应变能及计算公式,弹性应变能与柏氏矢量的关系;不同类型位错弹性应变能大小的比较。
2.7位错应力场:螺型位错周围只产生径向对称的切应变的弹性应力场特点,距离其中心r处由于应力场而产生的切应力大小计算公式;刃型位错周围既有正应力又有切应力的弹性应力场特点,位错应变产生的正应力在位错周围的平面对称,而位错应变产生的切应力则还与位错中心的距离和位置有关。
2.8平行螺型位错之间的受力:外力τ作用在晶体上时,晶体中柏氏矢量为b的位错在这个外力τ作用下所受到的作用力表达式;两个平行螺型位错之间的相互作用,即同号相斥,异号相吸,以及相互作用力大小的表达式。
2.9平行刃型位错之间的受力:两个平行刃型位错之间的正应力相互作用与螺型位错一样,同号位错相斥,异号位错相吸;而这两个刃型位错之间的切应力相互作用大小与两个位错中心的距离有关,其作用力方向与两个位错的相互位置和性质有关;很多平行同号刃型位错的交互作用必然形成位错墙。
2.10位错与点缺陷之间的交互作用:位错与溶质原子的交互作用形成 溶质原子聚集物,即科垂耳气团,科垂耳气团对材料性能的影响;位错与空位交互作用发生攀移产生割阶,位错与空位的互相转化。
2.11两个刃型位错之间的交截:扭折与割阶;位错之间交截后是否有交截作用、大小、性质等的判断原则;并以两个柏氏矢量和位错线都相互垂直的刃型位错之间的交截为例进行说明。
2.12两个螺型位错之间的交截:分析了两个柏氏矢量和位错线都相互垂直的螺型位错之间的交截;交截后产生刃型割阶线段对原螺型位错运动有阻碍,并说明位错运动产生空位的机制。
2.13位错的萌生:位错可以有不同来源:在液体金属凝固时形成位错、由过饱和空位转化成位错、位错交截形成位错和局部应力集中形成位错
2.14位错的增殖:位错在外力τ作用下的线张力;晶体受力变形时晶体中由于位错运动的主要增殖机制弗兰克-瑞德(Frank-Read)位错源(F-R源)增殖机制。
2.15层错与不全位错:实际晶体结构简单立方、面心立方、体心立方和密排六方晶体,其柏氏矢量和大小;全位错,层错,层错能,与层错相关的肖克莱(Shockley)不全位错和弗兰克(Frank)不全位错;不同形式位错的运动特点。
2.16位错反应:位错反应的几何条件和能量条件,全位错分解为两个肖克莱不全位错;扩展位错,扩展位错宽度与层错能的关系;扩展位错的束集与交滑移;Lomer位错反应和Lomer- Cottrell位错反应形成的不可动的面角位错(压杆位错)。
2.17晶界:面缺陷分类;晶界分类,大角度晶界结构模型简介。
2.18晶界能与晶界偏析:小角度晶界的晶界能位错模型,大角度晶界的晶界能基本不变;由于晶界结构特点形成的晶界成分的非平衡偏析(晶界偏析,或称为内吸附),由于溶质原子与溶剂原子尺寸差形成的晶界成分的平衡偏析;晶界成分偏析对材料的性能影响。
2.19相界及界面与位错的作用:相界面;与大角晶界相似的非共格相界,区 原子的排列 ,类似于孪晶界的共格相界和与小角度晶界类似的准共格相界(半共格相界);位错运动过程中在晶界,孪晶界,相界等 面缺陷障碍物处产生的塞积和应力集中;位错与面缺陷作用可能的对材料的影响。
2.20表面:表面在材料中的作用,理想表面,清洁表面及表面重构、表面弛豫和表面缺陷, 实际表面的粗糙度和表面成分与表面组织。
2.21表面能:晶体的表面能及常见晶体的表面自由能计算(估算)公式;表面自由能与晶体取向的各向异性关系表面自由能极图(Wulff图 );表面自由能与晶体平衡形状的关系;表面吸附。
2.22界面能在材料中的作用:晶界能与相界能对接触角大小和第二相形态的影响;晶界能对晶界平直化和晶粒稳定状态形状的影响,晶界能对材料过热、晶界成分、腐蚀和第二相形核的影响;表面能(或界面能)对润湿行为的影响。
[单选题]大角度晶界上原子排列与晶内原子排列一样,是很规整的。

选项:[对, 错]
[单选题]fcc晶体中位错d的位错线方向为L//[11-2],柏氏矢量b=a[-110]/2;此位错可以分解为a[-12-1]/6+a[-211]/6。

选项:[错, 对]
[单选题]在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这种缺陷称为(           )。

选项:[弗伦科尔缺陷, 线缺陷, 肖特基缺陷, 点缺陷]
[单选题]大角度晶界具有晶界能,使得晶界的边总有平直化的趋势。

选项:[对, 错]
[单选题]Cu-Sn合金中由于Cu、Sn原子大小造成的Sn原子在合金中的偏析是平衡偏析。

选项:[对, 错]
[单选题]材料的熔点越高,空位的形成能和迁移能也越大。

选项:[错, 对]
[单选题]位错数量很大,所以材料中原子排列是无序的。

选项:[错, 对]
[单选题]如果有两根位错线,位错线L1,柏氏矢量b1,位错线L2,柏氏矢量b2。当b1垂直L2时,L1对L2交截作用产生的位错线段大小等于b1。

选项:[对, 错]
[单选题]晶界对位错的运动有阻碍作用,晶界的增加能使金属材料的室温强度增加。

选项:[错, 对]
[单选题]相同条件下,高熔点金属形成的空位数量比低熔点金属形成的空位数量少。

选项:[对, 错]
[多选题](          )可以产生过饱和空位。

选项:[淬火, 核辐照, 塑性变形, 退火处理]
[单选题]位错与空位之间可以相互形成和转化。

选项:[错, 对]
[单选题]在fcc晶体中(111)密排面抽取一层将形成(       )。

选项:[刃型位错, 弗兰克不全位错, 混合位错, 肖克莱不全位错]
[单选题]fcc晶体中位错d的位错线方向为L//[111],柏氏矢量b=a[110]/2;此位错为(        )。

选项:[混合位错, 螺型位错, 不确定, 刃型位错]
[单选题]平衡状态下,金属中可以存在四个晶粒相邻的四叉晶界。

选项:[错, 对]
[单选题]两个平行刃型位错之间切应力作用大小和方向与这两个位错之间的相对位置有关。

选项:[错, 对]
[单选题]在一定温度下具有一定平衡浓度的缺陷是(      )。

选项:[晶面, 空位, 位错, 晶界]
[单选题]在体心立方晶体结构中,柏氏矢量为a[100]的位错(     )分解为a[111]/2+a[1-1-1]/2。

选项:[不确定, 不能, 有可能, 能]
[单选题]多个相邻的同号刃型位错,由于应力场相互作用,通常会倾向于垂直排列。

选项:[错, 对]
[单选题]F-R位错源是材料中唯一的位错来源。

选项:[错, 对]
[单选题]非共格相界结构与大角度晶界相似。

选项:[错, 对]
[单选题]平行刃型位错之间既有正应力作用,又有切应力作用。

选项:[错, 对]
[单选题]fcc晶体中(111)面上有柏氏矢量为a[1-10]/2的全位错,(11-1)面上有柏氏矢量为a[011]/2的全位错分解为扩展位错时的领先位错分别为为a[2-1-1]/6和a[-121]/6,则两个领先位错在各自滑移面上运动而相遇时发生新的位错反应形成位错,该新反应得到的位错(    )运动。

选项:[都对, 都不对, 不可以, 可以]
[单选题]两个平行同号螺型位错,其相互作用力(    )。

选项:[相斥, 不确定, 为零, 相吸]
[单选题]不能发生攀移运动的位错是(    )。

选项:[肖克莱不全位错, 刃型全位错 , 不确定, 弗兰克不全位错]
[单选题]小角度晶界是由位错组成的。

选项:[对, 错]
[单选题]能易于进行交滑移的位错是(        )。

选项:[混合位错, 刃型位错, 不确定, 螺型位错]
[单选题]合金实际表面的成分与晶内的成分是一致的。

选项:[错, 对]
[单选题](    ),位错滑移的派-纳力越小。

选项:[位错宽度越大, 相邻位错的距离越大, 滑移方向上的原子间距越大, 相邻位错的距离越小]
[单选题]表面就是晶内体相的终止。

选项:[错, 对]

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