
【化】 screw dislocations
螺旋位错(screw dislocation)是晶体材料中一种基本的线缺陷类型,其原子排列特征表现为原子面围绕位错线呈螺旋状扭曲。在汉英词典视角下,该术语强调其几何结构与运动特性:
术语定义与结构特征
螺旋位错指晶体中一条直线位错线周围的原子面,沿垂直于位错线的方向发生螺旋式错排,形成连续的螺旋斜坡状结构。其核心特征是伯格斯矢量(Burgers vector) $vec{b}$ 与位错线方向平行。该矢量表征了晶格畸变的程度和方向,其数学表达式为:
$$vec{b} parallel vec{xi}$$
其中 $vec{xi}$ 为位错线方向矢量。
运动机制与材料性能影响
螺旋位错在剪切应力作用下沿滑移面进行保守运动(conservative motion),其滑移方向与伯格斯矢量一致。这种运动导致:
工程应用与观测方法
在半导体制造中,螺旋位错影响单晶硅的生长质量,可通过:
相关表征方法在材料失效分析中具有关键作用。
权威参考文献
螺旋位错(又称螺型位错)是晶体材料中的一种线缺陷,其特点是原子面围绕位错线呈螺旋状排列。以下是其核心特征及解释:
基本定义
当晶体局部发生滑移时,原子平面沿一根轴线盘旋上升,每绕轴线一周,原子面上升一个晶面间距,中央轴线即为螺旋位错线。这种位错会导致原本平行的晶面变为螺旋面,如同无台阶的旋转楼梯。
核心特征
分类与判断
螺旋位错分为左旋和右旋,通过右手法则判定:右手拇指指向位错线方向,其余四指弯曲为原子面旋转方向,符合则为右旋位错;左手法则对应左旋。
实际意义
螺旋位错与刃型位错共同构成材料中的主要位错类型,混合位错则兼具两者特征。位错的存在显著影响材料的塑性变形、强度等力学性能。
扩展说明:螺旋位错的概念由伏尔特拉(Vito Volterra)于1905年提出,现广泛应用于解释晶体生长、金属加工等领域的微观机制。
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