材料专题实验实验一位错蚀坑的观察

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在材料科学中,指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。从几何角度看,位错属于一种线缺陷,可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线,其存在对材料的物理性能,尤其是力学性能,具有极大的影响目前,在研究位错的密度、分布和组态以及它们的运动和交互作用过程中,常常应用光学、电子和场离子显微镜及X射线技术对位错进行观察。主要方法有以下几种:1.浸蚀法——利用蚀坑显示晶体表面的位错露头。2.缀饰法——在对光透明的整块试样中,通过在位错上用沉淀体质点缀饰来显它们的位置及存在情况。3.投射电子显微分析——在很高放大倍数下,观察研究薄膜(厚度为0.1~4.0μm)试样中的位错。4.X射线衍射显微分析——用X光束的局部衍射来研究的密度位错。5.场离子显微分析——以极高的放大倍数显示金属表面的原子排列情况。)和螺型(b)位错蚀坑1000×位错蚀坑的形状与晶体表面的晶面有关。譬如,对于立方晶系的晶体,位错蚀坑在各晶面上的形状和取向如图6-1所示。观察面为{111}晶面,位错蚀坑呈正三角形漏斗状;在{110}晶面上的位错蚀坑呈矩形漏斗状;在{100}晶面上的位借蚀坑则是正方形漏斗状。因此,按位错蚀坑在晶体表面上的几何形状,可以反推出观察面是何晶面,并且按蚀坑在晶体表面上的几何形状对称程度,还可判断位错线与观察面(晶面)之间的夹角,通常为10~90°;自然,若位错线平行观察面便无住错蚀坑形成了。位借蚀坑的侧面形貌与位错类型有关。蚀坑侧面光滑平整时是刃型位错,如图6-2(a)所,坑侧面出现螺旋线时,是螺型位错,如图6-2(b)所示。根据位错蚀坑的分布特征,能够识别晶体中存在的小角度晶界和位借塞积群。当晶体中存在小角度晶界时,蚀坑将垂直于滑移方向排列成行,如囹6-3(a)所示;而当出现位错塞积群时,蚀坑便沿滑移方向排列成列,并且它们在滑移方向上的距离逐渐单位体积晶体中所含位错线的总长度称位借密度有两种表示方法若一个晶面在晶体内部突然终止于某一条线处,则称这种不规则排列为一个刃位错。刃型位错有一个额外的半原子面。一般把多出的半原子面在滑移面上边的称为正刃型位错,记为“⊥”,而把多出在下边的称为负刃型位错,记为“T”;)螺型位错没有额外半原子面,原子错排是呈轴对称在通常的晶体中都存在大量的位错,而这些位错的量就用位错密度来表示。位错密度定义为单位体积晶体中所含的位错线的总长度。位错密度的另一个定义是:穿过单位截面积的位错线数目,单位也是1/平方厘米

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