第3节 位错(3)

    5.3.2 位错的运动

    运动是位错性质的一个重要方面，没有位错的运动，甚至会没有晶体的范性形变，并且位错运动的难易程度直接关系到晶体的强度。
    位错的运动有两种基本形式：滑移和攀移，其中滑移最为重要，现分别介绍如下。
    在一定的切应力的作用下，位错在滑移面上受到垂至于位错线的作用力。当此力足够大，足以克服位错运动时受到的阻力时，位错便可以沿着滑移面移动，这种沿着滑移面移动的位错运动称为滑移。刃型位错的位错线还可以沿着垂直于滑移面的方向移动，刃型位错的这种运动称为攀移。
     1. 位错的滑移
    刃型位错的滑移如图5-16所示，对含刃型位错的晶体加切应力，切应力方向平行于柏氏矢量，位错周围原子只要移动很小距离，就使位错由位置(a)移动到位置(b)。当位错运动到晶体表面时，整个上半部晶体相对下半部移动了一个柏氏矢量晶体表面产生了高度为b的台阶，如图5-16 (c)。刃型位错的柏氏矢量b与位错线t互相垂直，故滑移面为b与t 决定的平面，它是唯一确定的。由图5-16，刃型位错移动的方向与b方向一致，和位错线垂直。
        
     螺型位错沿滑移面运动时，周围原子动作情况如图5-17所示。设图面平行于滑移面，图中小圆圈表示滑移面以下的原子，小黑点表示滑移面以上的原子。由图可见，在切应力τ作用下，螺型位错使晶体右半部沿滑移面上下相对移动了一个原子间距。这种位移随着螺型位错向左移动而逐渐扩展到晶体左半部分的原子列。位错线向左移动一个原子间距（从图中第6原子列移到第7列），则晶体因滑移而产生的台阶亦扩大了一个原子间距。和刃型位错一样，由于原子移动量很小，所以使螺型位错移动所需的力也是很小的。所不同的是螺型位错的移动方向与b垂直。此外因螺型位错b 与t平行，故通过位错线并包含b的随所有晶面都可能成为它的滑移面。当螺型位错在原滑移面运动受阻时，可转移到与之相交的另一个滑移面上去，这样的过程叫交叉滑移，简称交滑移。
           
     由上面的例子可以看出，不论位错如何移动，晶体的滑移总是沿着柏氏矢量相对滑移，所以晶体滑移方向就是位错的柏氏矢量方向。
   2. 位错的攀移
    只有刃型位错才能发生攀移运动，螺型位错是不会攀移的。刃型位错除了可以在滑移面上滑移外，还可以在垂直滑移面的方向上运动即发生攀移。攀移的实质是多余半原子面的伸长或缩短。通常把多余半原子面向上移动称正攀移，向下移动称负攀移，如图5-18。空位扩散到位错的刃部，使多余半原子面缩短叫正攀移，如图5-18 (a)。
    刃部的空位离开多余半原子面，相当于原子扩散到位错的刃部，使多余半原子面伸长，位错向下攀移称为负攀移，如图5-18(c)。
      
    攀移与滑移不同，攀移时伴随物质的迁移，需要空位的扩散，需要热激活，比滑移需要更大的能量。低温攀移较困难，高温时易攀移。攀移通常会引起体积的变化，故属非保守运动。此外，作用于攀移面的正应力有助于位错的攀移，由图5-18(a)可见压应力将促进正攀移，拉应力可促进负攀移。晶体中过饱和空位也有利于攀移。