1、第 三 章 晶 体 缺 陷,本章要求掌握的主要内容,一.需掌握的概念和术语 1、点缺陷、Schottky空位、Frankel空位、间隙原子、置换原子 2、线缺陷、刃型位错、螺型位错、混合型位错、伯氏矢量、位错运动、滑移、(双)交滑移、多滑移、攀移、交割、割价、扭折、塞积；位错应力场、应变能、线张力、作用在位错上的力、位错密度、位错源、位错生成、位错增殖、位错分解与合成、位错反应、全位错、不全位错、堆垛层错 3、面缺陷、表面、界面、界面能、晶界、相界 4、关于位错的应力场、位错的应变能、线张力等可作为一般了解 5、晶界的特性(大、小角度晶界)、孪晶界、相界的类型,本章要求掌握的主要内容,二.本章
2、重点及难点 1、点缺陷的平衡浓度公式 2、位错类型的判断及其特征、伯氏矢量 的特征， 3、位错源、位错的增殖(F-R源、双交滑移机制等)和运动、交割 4、关于位错的应力场、位错的应变能、线张力等可作为一般了解 5、晶界的特性(大、小角度晶界)、孪晶界、相界的类型,1）离开平衡位置的原子有三个去处: (1)形成Schottky空位（vacancy） (2)形成Frankely空位 (3)跑到其它空位上使空位消失或移位。 2）点缺陷的类型：（1）空位 （2）间隙原子（异类）（interstital atom）： （3）自间隙原子(同类) （self- interstital atom ） （4）置
3、换原子(外来杂质原子)(substitutional atom) ：,3.1 点 缺 陷 3.1.1点缺陷的形成及类型,晶体缺陷-点缺陷,3.1.2 点缺陷的平衡浓度,空位形成能Ev(vacancy formation energy):在晶体内取出一个原子放到晶体表面上（但不改变晶体的表面积和表面能）所需要的能量点缺陷的平衡浓度(equilibrium consistence)： 通过热力学分析，在绝对零度以上的任何温度，晶体中最稳定的状态是含有一定浓度的点缺陷的状态，这个浓度称为该温度下晶体中点缺陷的平衡浓度(equilibrium consistence)。经热力学推导： C = n/N
4、= exp（Sf/k）exp（Ev/kT） = Aexp（Ev/kT） C与T、Ev之间呈指数关系。T上升、C升高。,3.1.3 点缺陷的运动,点缺陷的运动方式： (1) 空位运动(2) 间隙原子迁移(3) 空位和间隙原子相遇，两缺陷同时消失(4) 逸出晶体到表面，或移到晶界，点缺陷消失。,空位的迁移 空位在晶体中的分布是一个动态平衡，其不断地与周围原子交换位置，使空位移动所必需的能量，叫空位移动能Em。图所示 为空位移动 空位移动所造成的原子迁移，即金属晶体中的自扩散。（以后会学到）自扩散激活能相当于空位形成能与移动能的总和。,3.1.4 过饱和空位,给定温度下，晶体中存在一平衡的空位浓度，
5、下述几种条件下，产生过饱和空位。1）高温淬火把空位保留到室温 2）塑性变形3）高能粒子辐射 4）形成金属间化合物,3.1.5 点缺陷对结构和性能的影响,点缺陷引起晶格畸变（distortion of lattice）,能量升高，结构不稳定，易发生转变。点缺陷的存在会引起性能的变化： (1)物理性质、如R、V、 等； (2)力学性能：采用高温急冷(如淬火 quenching),大量的 冷变形（cold working）,高能粒子辐照（radiation） 等方法可获得过饱和点缺陷，如使S提高； (3)影响固态相变,化学热处理（chemical heat treatment） 等。,3.2 位 错
6、,位错（dislocation）是一种线缺陷,它是晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律错排现象；错排区是细长的管状畸变区,长度可达几百至几万个原子间距,宽仅几个原子间距 位错理论是上个世纪材料科学最杰出的成就之一。,理想晶体的原子排布模型,理想晶体的滑移模型,3.2.1 位错的基本类型和特征,位错的类型： 1.刃型位错（edge dislocation） 2.螺型位错（screw dislocation） 3.混合位错（mixed dislocation）,1. 刃型位错,（1）刃型位错（edge dislocation）的产生 晶体局部滑移造成的刃型位错 （2） 刃型位错图示：18 刃型位
7、错线：多余半原子面与滑移面的交线。,晶体局部滑移造成的刃型位错,刃型位错立体示意图,（3）刃型位错特征： 刃型位错有一个额外的（多余）半原子面。一般把多出的半原子面在滑移面的上边的称为正刃型位错用“”表示;而 把多出在下边的称为负刃型位错用“”表示。19 刃型位错是直线、折线或曲线。它与滑移方向、柏氏矢量（b)垂直。20,刃型位错的分类,几种形状的刃型位错线, 滑移面必须是同时包含有位错线和滑移矢量的平面。位错线与滑移矢量互相垂直,它们构成平面只有一个。,（3）刃型位错特征：, 晶体中存在刃位错后,位错周围的点阵发生弹性畸变,既有正应变,也有负应变。点阵畸变相对于多余半原子面是左右对称的，其程
8、度随距位错线距离增大而减小。就正刃型位错而言,上方受压,下方受拉。,晶体中产生刃型位错时，其周围点阵发生弹性畸变，使晶体处于受力状态，就正刃型位错而言，滑移面上方原子拥挤受到压应力，下方原子稀疏受到拉应力。负刃型位错则与此相反。,补充：应变 应力,当材料在外力作用下而又不产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变就称为应变（Strain）。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力把分布内力在一点的集度称为应力（Stress），应力与微面积的乘积即微 内力或物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图
9、使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力（Stress）。 按照应力和应变的方向关系，可以将应力分为正应力 和剪应力（切应力），正应力的方向与应变方向平行，而切应力的方向与应变垂直。按照载荷（Load）作用的形式不同，应力又可以分为拉伸压缩应力、弯曲应力和扭转应力。,补充：压应力,一个圆柱体两端受压，那么沿着它轴线方向的应力就是压应力。压应力就是指抵抗物体有压缩趋势的应力。 不仅仅物体受力引起压应力，任何产生压缩变形的情况都会有，包括物体膨胀后。 另外，如果一根梁弯曲，不管是受力还是梁受热不均而引起弯曲，等等，弯曲内侧自然就受压应力，外侧就受拉应力。
10、 单位面积上的压力就是压应力，单位是Pa 压应力=F/A（F为横截面受力大小，A为横截面积,进而对刃型位错而言，位错的存在使上下两层原子原本的平衡性发生了变化，它们排列的对称性遭到了破坏（在位错发生位置的原子处于更高的能量状态），故原子的错排，使晶体表面多出半个原子面，因此会有“台阶”的产生。,位错位置, 在位错线周围的畸变区每个原子具有较大的平均能量。畸变区是一个狭长的管道。,2.螺型位错 25,(1)螺型位错（screw dislocation）的图示,晶体局部滑移造成的螺型位错22,螺型位错示意图,如右图所示，上半部分晶体的右边相对于它下面的晶体移动了一个原子间距。在晶体已滑移和未滑移之
11、间存在一个过渡区，在这个过渡区内的上下二层的原子相互移动的距离小于一个原子间距，因此它们都处于非平衡位置。这个过渡区就是螺型位错，也是晶体已滑移区和未滑移区的分界线。之所以称其为螺型位错，是因为如果把过渡区的原子依次连接起来可以形成“螺旋线”。,螺型位错的结构,在已滑移区与未滑移区的交界处，AB线两侧的上下两层原子发生了错排和不对齐现象，它们围绕着AB线连成了一个螺旋线，而被AB线所贯穿的一组原来是平行的晶面则变成了一个以AB线为轴的螺旋面。,螺型位错的特征： 螺型位错无额外半原子面，原子错排呈轴对称 螺型位错线与滑移矢量平行，故一定是直线 螺型位错周围的点阵也发生了弹性畸变，但只有平行于位错
12、线的切应变，无正应变（在垂直于位错线的平面投影上，看不出缺陷） 位错线的移动方向与晶块滑移方向互相垂直,原子的相对位置变化,对于螺型位错而言，晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，原子平面在位错线附近已扭曲为螺旋面，在原子面上转一周就推进一个原子间距，进而位错线周围的原子呈螺旋状分布。所以，螺型位错的原子相对位置发生了相应的“攀移”，晶体的局部区域也发生了畸变。,3.混合位错,(1) 混合位错（mixed dislocation）的图示(2) 混合位错特征:混合位错可分为刃型分量和螺型分量,它们分别具有刃位错和螺位错的特征。,晶体局部滑移形成混合位错,混合位错的原
13、子组态,混合型位错是由刃型位错和螺型位错混合而成的。,(a) (b)晶体中的位错环,位错环(dislocation loop)是一种典型的混合位错。,3.2.2柏氏矢量,1.柏氏矢量（Burgers vector）的确定： (1) 选定位错线的正方向()一般选定出纸面的方向为位错 线的正向。 (2) 在实际晶体中作柏氏回路（Burgers circuit）(3) 在完整晶体中按(2)中相同方向和步数作回路。回路不封闭，由终点向起点作矢量，即为柏氏矢量。,(a)围绕一刃型位错的柏氏回路 (b)围绕完整晶体的柏氏回路； 刃型位错柏氏矢量的确定,螺型位错的柏氏回路示意图,完整晶体的柏氏回路,2.用柏
14、氏矢量判断位错类型,用柏氏矢量判断位错类型: (1) 刃型位错 ebe 右手法则:食指指向位错线方向，中指指向柏氏矢量方向，拇指指向代表多余半面子面位向，向上为正，向下为负。 (2) 螺型位错 sbs 正向（方向相同）为右螺旋位错，负向（方向相反）为左螺旋位错。 (3) 混合位错 柏氏矢量与位错线方向成夹角 刃型分量be 螺型分量bs,可用柏氏矢量判断位错类型,由于混合型位错是由刃型位错和螺型位错合成的，所以它的柏氏矢量也是由这二个柏氏矢量合成的。或者说，混合型位错的柏氏矢量可以分解成二个矢量：一个和位错线垂直，是刃型位错的柏氏矢量；一个和位错线平行，是螺型位错的柏氏矢量。,3柏氏矢量b的物理
15、意义1） 表征位错线的性质 据b与位错线的取向关系可确定位错线性质.2）b表征了总畸变的积累 围绕一根位错线的柏氏回路任意扩大或移动，回路中包含的点阵畸变量的总累和不变，因而由这种畸变总量所确定的柏氏矢量也不改变。 3）b表征了位错强度 同一晶体中b大的位错具有严重的点阵畸变，能量高且不稳定。 位错的许多性质，如位错的能量，应力场，位错受力等，都与b有关。,4. 柏氏矢量的特性A,柏氏矢量的物理意义: 是一个反映位错性质以及由位错引起的晶格畸变大小的物理量。 柏氏矢量特性: (1) 用柏氏矢量可以表示位错区域晶格畸变总量的大小。柏氏矢量的方向表示晶体滑移方向，b也称为滑移矢量。柏氏矢量的模量b
16、表示畸变的程度，称为位错的强 度，b越大,位错周围晶体畸变越严重。(2) 柏氏矢量具有守恒性。即一条位错线的柏氏矢量恒定不变。 (3) 柏氏矢量的唯一性。即一根位错线具有唯一的柏氏矢量。(4) 柏氏矢量守恒定律。 位错分解 位错交于一点,柏氏矢量b的守恒性-交于一点,如果若干条位错线交于一点，此交汇点称为节点，那么“流入”节点的位错线的柏氏矢量之和等于“流出”节点的位错线的矢量之和。,推论：一条位错线只能有一个柏氏矢量。, bi,4. 柏氏矢量的特性B,(5) 位错的连续性:可以形成位错环、连接于其他位错、终止于晶界或露头于表面,但不能中断于晶体内. (6) 可用柏氏矢量判断位错类型 刃型位错
17、: ebe，右手法则判断正负 螺型位错: sbs，二者同向右旋,反向左旋 (7) 柏氏矢量表示晶体滑移方向和大小.大小|b|，方向为伯氏矢量 方向。 (8) 刃型位错滑移面为与柏氏矢量所构成的平面,只有一个；螺型位错滑移面不定,多个。 (9) 柏氏矢量可以定义为:位错为柏氏矢量不为0的晶体缺陷.,4、位错密度,晶体中位错的量（多少）通常用位错密度来表示：,V晶体的体积，cm3 S该晶体中位错线的总长度，cm,为了简便，把位错线当成直线，而且是平行地从晶体的一面到另一面，这样上式可变为：,n面积A中见到的位错数目，个、条 l 每根位错线长度，近似为晶体厚度。,位错密度可以用透射电镜、金相等方法测
18、定。 一般退火金属中位错密度：105106/cm2, 剧烈冷变形金属中位错密度：10101012/cm2。,位错密度与晶体强度的关系：,晶体强度c与位错密度的关系 曲线的极小值对应于退火金属的情况。,在位错密度较低时：越低，c 越高。,在位错密度较高时：越高，c 越高。,因此，在工程实际中可以采取两条相反的途径来获得高强度： 1、尽量减小位错密度。例如，晶须； 2、尽量增大位错密度。例如，非晶态材料。,晶须,冷变形金属,非晶态合金,5. 柏氏矢量表示法:,立方晶系中 b=（a/n）uvw ，其大小成为位错强度，用 模表示 ，模的大小表示该晶向上原子间的距离。 柏氏矢量的模b,补充说明：若模等于
19、该晶向上的原子间距则叫全位错或单位位错；小于该晶向上的原子间距则叫不全位错。,*面心立方中的常见全位错的柏氏矢量为b=a110/2，其模为：|b|=a12+12+02/2=2a/2。 面心立方中常见的不全位错的柏氏矢量为b=a112/6，其模为：|b|=a12+12+22=6a/6。(全位错为b=a112/2, |b|=6a/2),柏氏矢量可以进行矢量 运算，若b1=a111/3， b2=a112/6，则： b=b1+b2= a222/6+a112/6 =a110/2,3.3 位错的运动,基本形式:滑移和攀移 滑移（slip）: 攀移（climb）： 除滑移和攀移还有交割（cross/inte
20、raction）和扭折（kink）,3.3.1 作用在位错上的力,(1) 作用在位错上的力：位错运动必然是受力的作用。由于平行于位错线的力不会影响其运动，我们只需考虑垂直于位错线的力的作用。 设滑移面上有一柏氏矢量为b、长度为L的刃位错，在外加切应力的作用下，沿滑移面移动了ds距离。则滑移面积为Lds，作用在该面积上的力为Lds，滑移耗功： W1=(Lds)b,注意： 1 作用于滑移区域的 力F与切应力的区 别： F= S=Lds。 2 位错线移动距离ds 与区域滑移量b的区 别。 3 作用于滑移区域的 力F与作用于位错线 上的力F的区别。,再设作用于位错线上的力为F，使位错线移动ds所作的功
21、为W2=Fds，显然W1=W2： Fds=Ldsb，即： F=bL。 作用在单位长度位错线上的力则为： F=b 此式表明：F与和b成正比。由于同一位错线上各点的b相同，只要切应力均匀作用在晶体上，则位错线各点的F相同。,F的方向永远垂直于位错线，并指向滑移面的未滑移区。 F是一种假想力，它使位错这种特殊组态发生移动。在位错周围的原子实际所受之力为。 任意形状的位错线，其单位长度上所受之力也为b，方向为位错线上各点的法线方向。,3.3.2位错的运动,分滑移和攀移两种。 滑移指位错线平行于滑移面的移动，任何类型的位错均可滑移。 攀移指位错垂直于滑移面运动，只有刃位错才发生攀移。,1. 位错的滑移,
22、位错的滑移(slipping of disloction): 任何类型的位错均可进行滑移.,（a） （b） （c） （d）,分析：（a）原始状态的晶体；（b）、（c）位错滑移中间阶段；（d）位错移出晶体表面，形成一个台阶,当位错沿滑移面滑过整个晶体时，会在晶体表面产生一个宽度为b的滑移台阶。刃位错的滑移面为位错线与柏氏矢量所确定的平面。,滑移面位错线l与柏氏矢量b构成的平面(l b)。,滑移方向v、位错线l 、柏氏矢量b之间的关系： 滑移方向与柏氏矢量方向相同，与位错线垂直：v / b l,（a） （b） （c） （d）,分析：（a）原始状态的晶体；（b）、（c）位错滑移中间阶段；（d）位错移
23、出晶体表面，形成一个台阶,(2) 螺型位错的滑移过程： b、滑移方向 b ，非单一滑移面。可发生交滑移。,*由于螺型位错线与柏氏矢量平行，因此其滑移面不是单一的。同样的螺型位错线和柏氏矢量，但滑移面方位可以完全不同。,（a）位错环 （b）位错环运动后产生的滑移,(3) 混合位错的滑移过程：沿位错线各点的法线方向在滑移面上扩展，滑动方向垂直于位错线方向。但滑动方向与伯氏矢量有夹角。,2. 位错的攀移,位错的攀移(climbing of disloction) :在垂直于滑移面方向上运动 攀移的实质:刃位错多余半原子面的扩大和缩小. 刃位错的攀移过程:正攀移,向上运动；负攀移, 向下运动 注意：只
24、有刃型位错才能发生攀移；滑移不涉及原子扩散，而攀移必须借助原子扩散；外加应力对攀移起促进作用，压（拉）促进正（负）攀移；高温影响位错的攀移,(a) 空位运动引起的攀移,(b) 间隙原子运动引起的攀移 刃型位错的攀移,lv规则：当柏氏矢量为b的位错线l 沿v方向运动时，以位错运动面为分界面， lv所指向的那部分晶体必沿着b方向运动。,位错运动方向v、位错线l、柏氏矢量b、运动面之间的关系：,这个规则对刃型位错、螺形位错、混合型位错的任何运动（滑移、攀移）都适用。,l,v,小技巧：判断位错运动方向,判断位错运动后,它扫过的两侧的位移方向：根据位错线的正向和伯氏矢量以及位错运动方向来确定位错扫过的两
25、侧滑动的方向。可用右手定则判断：食指指向位错线正方向，中指指向位错运动方向，拇指指向沿伯氏矢量方向位移的那一侧的晶体。,3. 位错的交割,位错的交割（cross）： （1）割阶与扭折（jog and kink）割阶：曲折段垂直于位错的滑移面时 扭折：曲折段在位错的滑移面上时 注：刃型位错的割阶仍为刃型位错,扭折为螺型位错。螺型位错的割阶和扭折均为刃型位错。 刃型位错的扭折是一可动螺位错,割阶也是一可动的刃位错。螺型位错的扭折是可动的刃型位错,割阶是不可动的刃型位错。,（2）几种典型的位错交割 交割后要遵循伯氏矢量的一些特征。 两伯氏矢量相互垂直的刃型位错交割（图3.18a）：PP为割阶, b2
26、 PP, PP大小和方向取决于b1，为刃型位错。 两伯氏矢量相互平行的刃型位错交割（图3.18b） ： PP为扭折， b2 PP，QQ 为扭折， b1 QQ， PP 和QQ 都是螺位错。 两伯氏矢量相互垂直的刃型位错和螺型位错交割（图3.19）：MM为割阶, b1 MM, MM大小和方向取决于b2，为刃型位错。NN为扭折， b2 NN， NN大小和方向取决于b1，为刃型位错。 两伯氏矢量相互垂直的螺型位错交割（图3.20）： MM和NN均为刃型割阶。,结论： 运动位错交割后,可以产生扭折或割阶,其大小和方向取决与另一位错的伯氏矢量,其方向平行,大小为其模,但具原位错的伯氏矢量。如果另一位错的伯
27、氏矢量与该位错线平行,则交割后该位错线不出现曲折。 所有割阶都是刃位错,而扭折可以是刃位错,也可以是螺位错。交割后曲折段的方向取决与位错相对滑移过后引起晶体的相对位移情况。相对位移可通过右手定则来判断。 扭折与原位错在同一滑面上,可随主位错线一起运动,几乎不产生阻力,且扭折在线张力作用下易与消失。 割阶与原位错线在同一滑移面上,除攀移外割阶一般不能随主位错一起运动,成为位错运动的障碍。,3.2.4位错的弹性性质（一般了解）,3.2.5位错的生成与增殖,位错的密度位错密度定义为单位体积晶体中所含位错线的总长度，其表达式为=L/V对于实际晶体：=n/A,位错的生成(P105),位错的增殖,位错增殖
28、的机制有多种，其中最重要的是弗兰克和瑞德于1950年提出并已为实验所证实的位错增殖机构称为弗兰克-瑞德(Frank-Rend）源，简称F-R源。,弗兰克-瑞德源的动作过程,双交滑移位错增殖机制,3.2.6实际晶体结构中的位错,1.实际晶体中位错的柏氏矢量 实际晶体中根据柏氏矢量的不同，可把位错分为以下几种形式（1）b 等于单位点阵矢量的称为“单位位错”（2）b 等于单位点阵矢量的整数倍的为“全位错”（3）b 不等于单位点阵矢量或其整数倍的为“不全位错” 或称“部分位错”,2.堆垛位错,（a）面心立方结构； （b）密排六方结构 密排面的堆垛顺序,a）抽出型； （b）插入型 面心立方结构的堆垛层错
29、,3.不全位错,（1）肖克莱(Shockley)不全位错,（2）弗兰克（Frank）不全位错,3.3 表面与界面,面缺陷的特征： 面缺陷类型： 表面(surface) 内界面(interface)：晶界、亚晶界、孪晶界、相界、层错,3.3.1 外 表 面,表面(crystal surface) 表面能(）：晶体表面单位面积自由能的增加 表示法：= dw/ds = 被割断的结合键数/形成单位新表 面能量/每个键 影响的因素： (1)与晶体表面原子排列的致密程度有关。原子密排的表面具有最小的表面能。 (2)还与晶体表面曲率有关。曲率半径小,曲率大,愈大。 (3)外部质的性质。介质不同,则不同。 (
30、4)还与晶体性质有关。晶体本身结合能高，则大。,3.3.2 晶界和亚晶界,晶界(grain boundary)： 亚晶界(subgrain boundary) ： 确定晶界位置用： (1)两晶粒的位向差 (2)晶界相对于一个点阵某一平面的夹角。 按的大小分类： 小角度晶界10,1. 小角度晶界,小角度晶界（low angle grain boundaries ）：由一系列相隔一定距离的刃型位错所组成。 分类： (1)对称倾斜界面（tilt boundary）：晶界平面为两个相邻晶粒的对称面。是由一列平行的刃型位错所组成。相邻位错距离D与 b、之间关系：P120(2)不对称倾斜界面：两晶粒不以二
31、者晶界为对称的晶界看成两组互相垂直的刃型位错排列而成的。两位错各自的间距为D和D，则有3.40式。 (3)扭转晶界（twist boundary） ：将一块晶体沿横断面切开,并使上下部分晶体绕轴转动角, 可看成是由互相交叉的螺位错所组成。,对称倾侧晶界,不对称倾斜界面,扭转晶界,2. 大角度晶界,大角度晶界（high angle grain boundaries ）为原子呈不规则排列的一过渡层。大多数晶粒之间的晶界都属于大角度晶界。 重合位置点阵（coincidence site lattice）模型：图3.67， 该模型说明，在大角度晶界结构中将存在一定数量重合点阵原子。,大角度晶界,3.
32、晶界能,晶界能：形成单位面积界面时，系统的自由能变化（dF/dE）。小角度晶界能量与 有关：= 0(Aln) ，式中0 = Gb/4(1) 大角度晶界能量与无关，基本上为一恒定值,0.251.0J/ 晶界能可以界面张力的形式来表现，在达到平衡态时，在平衡状态时，三叉晶界的各面角均趋与稳定状态，此时1 = 2 = 3 = 120。,三个晶界相交于一直线（垂直于纸面）,4. 晶界特征,（1）晶界处点畸变大，存在晶界能。 （2）常温下晶界的存在会对位错的运动起阻碍运动，使塑型变形抗力提高，使晶体（材料）的硬度和强度提高。 （3）晶界处原子具有较高的动能，且晶界处存在大量缺陷。原子在晶界处扩散比晶内快
33、得多。 （4）固态相变时易在晶界处形成新核。 （5）晶界上富集杂质原子多，熔点低，加热时容易过烧。 （6）晶界腐蚀速度比晶内快。 （7）晶界具有不同与晶内的物理性质。 亚晶界属于小角度晶界，为各种亚结构的交界，大小和尺寸与热加工条件有关。,亚晶界,3.3.3 孪晶界,孪晶（ twin ）的定义：孪晶分类： 共格孪晶面（coherent twin boundary）： 非共格孪晶面(non-coherent twin boundary）： 孪晶的形成常常与晶体中的堆垛层错有密切关系，高不易形成孪晶。 fcc结构 孪晶面为111 bcc结构 孪晶面为112 。 依照形成原因不同分为：变形孪晶、生长
34、孪晶、退火孪晶,3.3.4 相界,相界（phase boundary)： 按相界面上原子间匹配程度分为： 共格界面、半共格界面、非共格界面 1.共格界面（coherent phase boundary ）： 特征：界面两侧的保持一定的位向关系， 沿界面两相具有相同或近似的原子排列， 两相在界面上原子匹配得好，界面上能量高。 理想的完全共格界面只有在孪晶面（界）。,具有完善共格关系的界面,具有弹性畸变的共格界面,2. 半共格界面 （semi-coherent phase boundary )特征：沿相界面每隔一定距离产生一个刃型位错，除刃型位错线上的原子外，其余原子都是共格的。所以半共格界面是由共格区和非共格区相间组成。 半共格界面上的位错间距取决于相界处两相匹配晶面的错配度（） （）/ （3.44）式,半共格界面,3.非共格界面（noncoherent phase boundary）特征：原子不规则排列的薄层为两相的过渡层。,
