论述面缺陷的分类及对材料力学性能的影响?

Question

论述面缺陷的分类及对材料力学性能的影响?

Answer 1

面缺陷的种类繁多,金属晶体中的面缺陷主要有两种：晶界和亚晶界[1].结构复杂,对于晶体的物理性能有着广泛的影响.晶体中相邻畴区间的交接往往不是任意的,通常只有那些点阵匹配度较好,具有特定形态及结构,因而界面能较低的面缺陷能够存在.人们通常按界面两侧晶体结构之间的关系将其分为平移界面、孪晶界面及晶粒间界三大类别.
平移界面
界面两侧晶体以一特征的非点阵平移相联系者称平移界面,包括堆垛层错、反相畴界和结晶切变面等面缺陷.堆垛层错常见于密堆积结构及层状结构的晶体中(图1),是晶体的密排面按正常顺序堆垛时引入反常顺序堆垛所形成的一种面缺陷.例如,面心立方晶体以 {111}六方密排面按密堆积方式堆垛而成,正常堆垛顺序是……ABCABC……（A、B、C分别标记原子位置为a、b、c的原子层）.若引入反常顺序堆垛,则成……ABC↑BC……或……ABC↑BABC……,前者相当于抽走A层,后者相当于插入B层,分别称作抽出型层错和插入型层错.层错的引入使其两侧的晶体相对位移了 ,但晶体仍保持为密堆积结构,因而具有较低的界面能量.反相畴界是有序固溶体合金中有序畴间的界面,与有序超结构的非点阵平移相关,使界面两侧近邻原子对的性质与正常有序态不同,但无明显点阵畸变.如果这种非点阵平移发生于非化学配比的化合物晶体中,则称结晶切变面.这两种面缺陷都造成局域的组分变化,因而是晶体容纳对化学配比偏离的有效方式.
孪晶界面
第二类面缺陷称为孪晶界面（见孪晶）,它所分隔开的两部分晶体间以特定的取向关系相交接(图2),从而构成新的附加对称元素,如反映面、旋转轴或对称中心.在铁电晶体中,这种附加对称关系造成了两部分晶体极化方向的差异,其界面称为铁电畴界.
晶粒间界
第三类面缺陷为晶粒间界,它们是以任意取向关系相交接的两晶粒间的界面.
就目前我所掌握的资料来看,面缺陷对材料力学性能的影响要考虑很多方面,如面缺陷的力学位置,面缺陷的深度、面积,以及受力大小,如果不是在重要位置或面缺陷很大的话,影响不是很大.