位錯(cuò)攀移（位錯(cuò)攀移）

本質(zhì)

攀移和滑移都是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的兩種形式，在產(chǎn)生機(jī)理和運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在著一定的差異。

位錯(cuò)攀移

機(jī)理

位錯(cuò)的攀移是靠原子或空位的轉(zhuǎn)移來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)原子從多余半原子面下端轉(zhuǎn)移到別處去，或空位從別處轉(zhuǎn)移到半原子面的下端時(shí)，位錯(cuò)線(xiàn)便向上攀移，即正攀移；反之，當(dāng)原子從別處轉(zhuǎn)移到原子面下端時(shí)，或空位從這里轉(zhuǎn)移到別處去時(shí)，位錯(cuò)線(xiàn)就向下攀移，即負(fù)攀移。攀移矢量大小等于滑移面的面間距。

位錯(cuò)攀移

由于位錯(cuò)攀移需要物質(zhì)的擴(kuò)散，因此，不可能整條位錯(cuò)線(xiàn)同時(shí)攀移，只能一段一段（或者一個(gè)、幾個(gè)原子）地逐段進(jìn)行。這樣，位錯(cuò)線(xiàn)在攀移過(guò)程中就會(huì)變成折線(xiàn)，出現(xiàn)割階。隨著攀移的進(jìn)行，這些割階將沿著運(yùn)動(dòng)方向行進(jìn)，直到它移過(guò)整個(gè)位錯(cuò)線(xiàn)才完成一個(gè)矢量的攀移。

位錯(cuò)攀移

位錯(cuò)的攀移力

位錯(cuò)的攀移力，就是使位錯(cuò)發(fā)生攀移運(yùn)動(dòng)的力。它一般包括兩部分：（1）化學(xué)攀移力Fs，是指不平衡空位濃度施加給位錯(cuò)攀移的驅(qū)動(dòng)力。（2）彈性攀移力Fc，是指作用于半原子面上的正應(yīng)力分量作用下，刃位錯(cuò)所受的力。其中壓應(yīng)力能促進(jìn)正攀移，拉應(yīng)力則可促進(jìn)負(fù)攀移。

位錯(cuò)攀移的激活能

位錯(cuò)攀移的激活能Uc由割階形成的激活能Uj及空位的擴(kuò)散激活能Ud兩部分所組成。若晶體經(jīng)過(guò)塑性形變，因位錯(cuò)交割已經(jīng)形成大量割階，則Uc=Ud。一般Uj=1eV，而Ud較大，如對(duì)Fe，Ud=2.5eV,室溫時(shí)kT=0.026eV，由此可見(jiàn)，在常溫下位錯(cuò)靠熱激活來(lái)攀移是很困難的。但是，在許多高溫過(guò)程，如蠕變、回復(fù)、單晶拉制中，攀

位錯(cuò)攀移

應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)觀(guān)察

在單晶生長(zhǎng)中常利用位錯(cuò)攀移來(lái)消除空位。例如拉制單晶硅時(shí)，首先高速拉制，是單晶中的空位過(guò)飽和，然后使生長(zhǎng)的單晶逐漸變細(xì)，則多余半原子面與空位不斷交換而逐漸退出晶體。

位錯(cuò)攀移運(yùn)動(dòng)已通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。例如，通過(guò)薄膜透射電鏡觀(guān)察淬火金屬的熱回復(fù)過(guò)程時(shí)發(fā)現(xiàn)，原來(lái)淬火時(shí)由空位聚集成片并形成位錯(cuò)環(huán)逐步縮小，最終消失。這種位錯(cuò)環(huán)由刃位錯(cuò)所組成，其伯氏矢量垂直于位錯(cuò)環(huán)所在平面，只能在垂直于位錯(cuò)環(huán)的柱面上滑移，稱(chēng)為棱柱位錯(cuò)環(huán)。這種位錯(cuò)環(huán)在環(huán)所在的平面上只能攀移。因此環(huán)半徑的收縮可以肯定是位錯(cuò)的攀移過(guò)程。