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绪论1

1　位错的结构（Structure of Dislocation）3

1.1　位错的基本类型（Basic Types of Dislocation）3

1.1.1　刃型位错（Edge Dislocation）3

1.1.2　螺型位错（Screw Dislocation）4

1.1.3　混合型位错（Mixed Dislocation）5

1.2　位错的结构特征7

1.2.1　柏氏矢量（Burgers Vector）的确定7

1.2.2　柏氏矢量的表示法9

1.2.3　柏氏矢量的守恒性（Conservation）9

2.1　弹性力学的基本知识12

2.1.1 弹性体（Elastic Solid）及弹性连续介质12

2　位错的弹性（Elastic）理论12

2.1.2　记号与正负13

2.1.3　平衡微分方程15

2.1.4　应变与位移的关系19

2.1.5　应力与应变的关系21

2.1.6　用位移分量表示平衡方程22

2.2　直刃型位错的应力场（Stress Field of a Straight Edge Dislocation）24

2.2.1　应力场模型（Stress Field Mode）24

2.2.2　应力场的数学表达式24

2.2.3　应力场的特点（Characteristics of The Stress Field）30

2.3　螺型位错的应力场（Stress Field of The Screw Dislocation）31

2.4　位错的应变能（Strian Energy of The Dislocation）32

2.4.1 刃型位错的应变能33

2.4.3　混合型位错的应变能34

2.4.2　螺型位错的应变能34

2.4.4　结论（Conclusion）35

2.5　位错的线张力（Line Tension of Dislocation）35

2.5.1　直线位错36

2.5.2　弯曲位错（Curved Dislocation）36

2.5.3　弯曲位错的向心恢复力（f）（Centripetal Restoring Force）37

2.6　应力场对位错的作用力38

2.6.1 求位错所受的力38

2.6.2　位错受力（Subjected Force of Dislocation）的一般表达式39

2.7　位错间的相互作用力（Interactive Force）42

2.7.1 两个螺型位错间的相互作用力43

2.7.2　两刃型位错间的相互作用力45

2.8　位错与溶质原子（Solute Atoms）的交互作用能48

2.7.3 刃型位错与螺型位错间的相互作用力48

2.9　位错的半点阵（Semilattice）模型51

2.9.1　P-N模型及其基本公式52

2.9.2　位错中心宽度（Dislocation Central Width）55

2.9.3　位错移动所需的临界切应力（Critical Shear Stress）（即P-N力）56

2.10　位错的塞积群（Dislocation Pile-up Group）58

2.10.1　塞积群中位错的分布（Distribution）59

2.10.2　塞积群对障碍物（Barrier）的作用力60

3　位错的运动与交割62

3.1　位错的运动（Dislocation Movement）62

3.1.1 刃型位错的滑移（Slip）运动62

3.1.2　螺型位错及混合型位错的滑移运动63

3.1.3　刃型位错的攀移（Climb）运动65

3.1.4　螺型位错的交滑移（Cross Slip）67

3.2.1 两个柏氏矢量互相垂直（Vertical）的刃型位错交割69

3.2　运动位错的交割（Dislocation Intersection）69

3.2.2　两个柏氏矢量互相平行（Parallel）的刃型位错交割70

3.2.3 两个柏氏矢量垂直的刃型位错与螺型位错的交割70

3.2.4 两个柏氏矢量互相垂直的螺型位错交割71

3.2.5　带割阶位错的运动72

3.3　位错的增殖（Dislocation Multiplication）74

4　实际晶体（Crystal）结构中的位错76

4.1　实际晶体中位错的分类76

4.2　实际晶体中位错的柏氏矢量76

4.3　位错反应（Dislocation Reaction）77

4.4　面心立方晶体（Face-centered Cubic Crystal）中的位错78

4.4.1　堆垛层错（Stacking Fault）78

4.4.2　不全位错（Partial Dislocation）80

4.4.3　扩展位错（Extended Dislocation）85

4.4.4　面角位错（Lomer-Cottrell Dislocation）89

4.5　体心立方晶体（Body-centered Cubic Crystal）中的位错90

4.5.1　全位错的合成反应（Synthetic Reaction of Perfect Dislocation）91

4.5.2　层错（Stacking Fault）92

4.5.3　不全位错94

4.5.4　扩展位错95

4.6　密排六方晶体（Hexagonal Close-packed Crystal）中的位错97

4.6.1　层错97

4.6.2　不全位错98

4.6.3　位错的扩展104

5　位错的来源及实验基础106

5.1　位错概念的产生106

5.2　位错的来源108

5.3　位错的实验基础111

5.3.1 浸蚀法（Etching Method）112

5.3.2　缀饰法（Decorating Method）113

5.3.3 透射电子显微（TEM）分析115

5.3.4　X射线衍射分析（X-Ray Diffraction Analysis）119

5.3.5　场离子显微分析（Field-Ion Microanalysis）120

6　位错理论的应用122

6.1　固溶强化效应（Solid Sloution Strengthening Effect）122

6.1.1　弹性交互作用（Elastic Interaction）122

6.1.2　化学交互作用（Chemical Interaction）124

6.1.3　电学交互作用（Electrical Interaction）126

6.1.4　几何交互作用（Geometrical Interaction）127

6.2　第二相粒子强化效应（Strengthening Effect of Second phase Particles）130

6.2.1 可变形粒子的强化效应（Strengthening Effects of Deformable Particles）131

6.2.2　不可变形粒子的强化效应132

6.3　晶界强化效应（Grain Boundary Strengthening Effect）135

6.3.1　小角度晶界的结构（Structure of Low Angle Grain Boundary）136

6.3.2 大角度晶界的结构（Structure of High Angle Grain Boundary）139

6.3.3　晶界能（Grain Boundary Energy）141

6.3.4　晶界的特性（Grain Boundary Characteristics）143

6.3.5　晶界对金属塑性（Metallic Plasticity）的影响143

6.4　加工硬化效应（Work-Hardening Effect）146

6.4.1　单晶体（Single Crystal）的加工硬化146

6.4.2　多晶体的加工硬化151

6.4.3　加工硬化的理论（Theory）分析152

参考文献155