
【化】 screw dislocations
螺旋位錯(screw dislocation)是晶體材料中一種基本的線缺陷類型,其原子排列特征表現為原子面圍繞位錯線呈螺旋狀扭曲。在漢英詞典視角下,該術語強調其幾何結構與運動特性:
術語定義與結構特征
螺旋位錯指晶體中一條直線位錯線周圍的原子面,沿垂直于位錯線的方向發生螺旋式錯排,形成連續的螺旋斜坡狀結構。其核心特征是伯格斯矢量(Burgers vector) $vec{b}$ 與位錯線方向平行。該矢量表征了晶格畸變的程度和方向,其數學表達式為:
$$vec{b} parallel vec{xi}$$
其中 $vec{xi}$ 為位錯線方向矢量。
運動機制與材料性能影響
螺旋位錯在剪切應力作用下沿滑移面進行保守運動(conservative motion),其滑移方向與伯格斯矢量一緻。這種運動導緻:
工程應用與觀測方法
在半導體制造中,螺旋位錯影響單晶矽的生長質量,可通過:
相關表征方法在材料失效分析中具有關鍵作用。
權威參考文獻
螺旋位錯(又稱螺型位錯)是晶體材料中的一種線缺陷,其特點是原子面圍繞位錯線呈螺旋狀排列。以下是其核心特征及解釋:
基本定義
當晶體局部發生滑移時,原子平面沿一根軸線盤旋上升,每繞軸線一周,原子面上升一個晶面間距,中央軸線即為螺旋位錯線。這種位錯會導緻原本平行的晶面變為螺旋面,如同無台階的旋轉樓梯。
核心特征
分類與判斷
螺旋位錯分為左旋和右旋,通過右手法則判定:右手拇指指向位錯線方向,其餘四指彎曲為原子面旋轉方向,符合則為右旋位錯;左手法則對應左旋。
實際意義
螺旋位錯與刃型位錯共同構成材料中的主要位錯類型,混合位錯則兼具兩者特征。位錯的存在顯著影響材料的塑性變形、強度等力學性能。
擴展說明:螺旋位錯的概念由伏爾特拉(Vito Volterra)于1905年提出,現廣泛應用于解釋晶體生長、金屬加工等領域的微觀機制。
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