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鋼鐵金屬材料的晶體缺陷有哪些?一起來看動(dòng)畫演示!

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》中晶體缺陷內(nèi)容比較抽象復(fù)雜,比較難理解。我們通過制作動(dòng)圖,讓大家理解起來更容易、掌握起來更透徹,并將抽象概念與實(shí)際晶體相聯(lián)系。 


晶體缺陷是實(shí)際晶體中偏離理想結(jié)構(gòu)的不完整區(qū)域。

根據(jù)晶體中結(jié)構(gòu)不完整區(qū)域的形狀及大小, 晶體缺陷常分為如下三類:

鋼鐵金屬材料的晶體缺陷有哪些?


01

點(diǎn)缺陷

①脫位原子一般進(jìn)入其他空位或者逐漸遷移至晶界或表面,這樣的空位通常稱為肖脫基空位或肖脫基缺陷。

②晶體中的原子有可能擠入結(jié)點(diǎn)的間隙,則形成另一種類型的點(diǎn)

缺陷---間隙原子,同時(shí)原來的結(jié)點(diǎn)位置也空缺了,產(chǎn)生另一個(gè)空位,通常把這一對(duì)點(diǎn)缺陷(空位和間隙原子)稱為弗蘭克爾缺陷。

③置換原子缺陷等類型

點(diǎn)缺陷類型動(dòng)圖:

離子晶體的點(diǎn)缺陷

④離子晶體中點(diǎn)缺陷要求保持局部電中性,常見的兩種點(diǎn)缺陷:

肖脫基缺陷:等量的正離子空位和負(fù)離子空位。

弗蘭克爾缺陷:等量的間隙原子、空位。

離子晶體中的點(diǎn)缺陷動(dòng)圖:


⑤點(diǎn)缺陷源于原子的熱振動(dòng),故其平衡濃度隨著溫度升高指數(shù)增加。

點(diǎn)缺陷數(shù)量明顯超過平衡值時(shí)叫過飽和點(diǎn)缺陷,產(chǎn)生原因?yàn)榇慊稹⑤椪?、冷塑性變形?/p>


溫度導(dǎo)致點(diǎn)缺陷變化動(dòng)圖:


位錯(cuò)攀移引起點(diǎn)缺陷的變化動(dòng)圖:

02

刃位錯(cuò)的形成

①刃型位錯(cuò)一晶體中半原子面邊緣周圍的原子位置錯(cuò)排區(qū)。

刃位錯(cuò)的形成動(dòng)圖:

②螺型位錯(cuò)——晶體中螺旋原子面軸線周圍的原子位置錯(cuò)排區(qū)。

螺位錯(cuò)的形成動(dòng)圖:

③混合位錯(cuò)——原子位置錯(cuò)拝區(qū)中既有半原子面也有螺旋原子面的位錯(cuò)。

混合位錯(cuò)動(dòng)圖:

④位錯(cuò)的滑移

刃位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)圖:

螺位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)圖:

⑤位錯(cuò)的攀移

攀移運(yùn)動(dòng)動(dòng)圖:

攀移的原子模型:

⑥伯氏矢量的確定

先在有位錯(cuò)的晶體中用一閉合回路包圍位錯(cuò)線,回路應(yīng)遠(yuǎn)離位錯(cuò)中心晶格嚴(yán)重畸變區(qū)。再在理想晶體中作一相同回路,但該回路的終點(diǎn)與起點(diǎn)并不重合。從終點(diǎn)向起點(diǎn)作一矢量使兩點(diǎn)相連,該矢量定義為該位錯(cuò)的柏氏矢量。

伯氏矢量的確定動(dòng)圖:

03

面缺陷

有晶界、孿晶界、相界、表面等分類。

孿晶界動(dòng)圖:

扭轉(zhuǎn)晶界的形成動(dòng)圖:


金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)指的是金屬材料內(nèi)部的原子排列的規(guī)律。它決定著金屬材料的顯微組織和材料的宏觀性能。下面的文案大家可以結(jié)合上面的動(dòng)圖進(jìn)一步了解一下金屬材料晶體結(jié)構(gòu)的一些基本知識(shí)。


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