1.4位错的应力场和应变能Stressfield/strainenergyofdislocations1.位错的应力场位错中心原子错排严重,且位错周围的原子也相应偏离平衡位置,存在畸变。应力场应变能/线张力/位错与缺陷之间相互作用。弹性连续介质模型:完全弹性体,服从虎克定律;各向同性;连续介质。对位错线周围r0以内部分不适用—畸变严重,不符合上述基本假设。螺型位错的应力场按弹性理论,可求得螺型位错周围只有一个切应变:所以相应的各应力分量分别为:其中:G为切变模量,b为柏氏矢量,r为距位错中心的距离或者用直角坐标表示:螺型位错应力场刃型位错的应力场刃型位错的应力场比螺型位错复杂的多。根据模型所示,经计算可得刃型位错周围各应力分量以圆柱坐标表示为:刃型位错应力场与螺型位错模型一样,因为位错中心畸变区不符合连续介质模型,所以用一个中空的园柱体来进行讨论。以直角坐标表示为:式中;G为切变模量;ν为泊松比;为b柏氏矢量。2.Tensionbelowit1.Compressionabovetheglideplane3.Maximumshearstressesontheglideplane刃型位错的应力场刃型位错应力场的特点:(1)同时存在正应力分量与切应力分量,而且各应力分量的大小与G和b成正比,与r成反比,即随着与位错距离的增大,应力的绝对值减小。(2)各应力分量都是x,y的函数,而与z无关。这表明在平行于位错的直线上,任一点的应力均相同。(3)刃型位错的应力场对称于多余半原子面(y-z面),即对称于y轴。(4)当y=0时,σxx=σyy=σzz=0,说明在滑移面上,没有正应力,只有切应力,而且切应力τxy达到极大值。(5)y>0时,σxx<0;而y<0时,σxx>0。这说明正刃型位错的位错滑移面上侧为压应力,滑移面下侧为拉应力。(6)在应力场的任意位置处,。(7)x=±y时,σyy,τxy均为零,说明在直角坐标的两条对角线处,只有σxx,而且在每条对角线的两侧,τxy(τyx)及σyy的符号相反。2.位错的应变能位错的存在引起晶格畸变,导致晶体能量增高。此增量称为位错的应变能,或简称位错能。在位错线的周围存在内应力,例如刃型位错,在多余半原子面区域为压应力,而缺少半原子面的区域存在着拉应力;在螺位错周围存在的是切应力。所以位错周围存在弹性应变能。位错的能量通常分为位错中心区的能量与中心以外区域的能量两部分。中心以外区域的能量为弹性能,占能量的绝大部分通常以位错的弹性能代表位错的能量。假设其为一个单位长度位错线,为造成这个位错克服切应力τθr所做的功为单位长...