
【化】 edge dislocations
刃型位錯(Edge Dislocation)是晶體材料中一種基本的線缺陷類型,其核心特征可概括如下:
定義與幾何特征
當晶體内部存在一個額外的半原子面插入時,該半原子面的底邊邊緣即構成刃型位錯線。位錯線垂直于其滑移方向(即伯格斯矢量方向)。想象晶體被切開後插入一個額外的半原子面,該面的刃口就是位錯線所在位置。
伯格斯矢量(Burgers Vector)
刃型位錯的伯格斯矢量 (mathbf{b}) 與位錯線垂直,這是區别于螺型位錯的關鍵特征。伯格斯矢量表征了位錯導緻的晶格畸變程度和方向。
應力場與能量
刃型位錯周圍存在非對稱的應力場,包含正應力分量(拉伸和壓縮)和切應力分量。其應變能主要由彈性畸變區貢獻,單位長度位錯能量近似公式為:
$$ E approx frac{G b^{2}}{4 pi (1- u)} ln frac{R}{r{0}} $$
其中 (G) 為剪切模量,( u) 為泊松比,(R) 為晶體尺寸,(r{0}) 為位錯核心半徑。
對材料性能的影響
刃型位錯的滑移和攀移運動直接影響材料的塑性變形能力。其與溶質原子的交互作用(Cottrell氣團)可導緻屈服現象,而位錯堆積則引發應力集中,促進裂紋萌生。此外,位錯是強化機制(如加工硬化)的核心載體。
權威參考來源:
棱位錯(Edge Dislocation)是材料科學中描述晶體缺陷的重要概念,具體解釋如下:
棱位錯是晶體内部的一種線缺陷,表現為原子排列的局部不規則性。其名稱來源于位錯線形狀類似“刀刃”插入晶體,中文也稱“刃位錯”。英文對應術語為edge dislocation。
當晶體受到超過屈服值的切應力時,局部區域會沿特定滑移面(如ABCD面)發生滑移。已滑移與未滑移區域的交界線(如AD線)即形成棱位錯。這一過程類似于用刀切入晶體,導緻原子層在滑移方向産生錯位。
如需進一步了解位錯分類或具體案例,可參考材料科學教材或專業文獻。
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