英文
dislocation reaction
简介
位错在一定条件下发生分解或合并的过程。已知，位错的能量与其伯格斯(Burgers)矢量(简称伯氏矢量)的平方成比例。因此具有高能量的位错，无论在力学上或者热力学上都是不稳定的，在一定的条件下，将自动地分解为两个或更多的伯氏矢量较小的位错，以不断地降低其本身的能量。同样，两个或两个以上的位错，也可以合并成一个位错。这种反应不是任意的，它必须满足一定的条件。例如，全位错分解为两个不全位错的充分和必要的条件是：(1)几何条件。反应前位错的伯氏矢量b和反应后诸位错的伯氏矢量b’之和应相等，即
b=Σb’
(2)能量条件。按热力学的一般要求，作为一个自动进行的位错反应过程，必须是一个伴随着能量降低的过程，即要求反应之后整个系统的能量低于反应前整个系统的能量。一个位错反应能否进行的能量判据是b2>Σb’2。
为说明面心立方金属中位错反应的几何关系，可应用汤普森(N.Thompson)所引入的记号(图1)。图1a为由A、B、C、D四点构成的一个参考四面体的顶点，表征了面心立方晶格中滑移系统所在的四面体;每个顶点A、B、C、D相对的面a、b、c、d，相当于面心立方晶格中的滑移面(111)。而每个(111)面的中心，分别用α、β、γ、δ标志。将四面体取出，即图1b所示的汤普森参考四面体。
图1 汤普森四面体和汤普森记号
a—面心立方晶体中滑移系统所在四面体;b—汤普森四面体;c—汤普森记号
采用汤普森参考四面体来描述位错反应时，设一个伯氏矢量为b的全位错分解成b1及b2两个Dγ和γA的肖克利 (Shockley)不全位错 (图1b)：
DA→Dγ+γA
这样，就将一步滑移形成的位错，分成两步或几步滑移来完成了。反之，两个或更多个具有不同伯氏矢量的位错，也可合并成一条位错线。例如：一个伯氏矢量为b′1的肖克利不全位错Da和一个伯氏矢量为b2的弗兰克(Frank)位错αA合并，则变为伯氏矢量为b3的全位错DA：
Dα+αA→DA
这样，同一区域内的两个不稳定的位错组合成一个稳定的位错。
位错结点是位错反应的实质性部分，发生在位错线的交叉点或结点处; 两个全位错合并为另一个同一类型的全位错的过程是面心立方晶体中一个很重要的位错反应，称为洛默尔 (Lomer)反应。例如图2中，位错线t1和t2首先必须彼此靠近(图2a)，当它们相遇时 (图2b)便形成了一个结点，它是发生两个位错相并的反应点。随着反应的进行，位错线t1和位错线t2的一部分变为另一根位错线t3。位错线在结点处的弗兰克规则为：
(b1+b2+…)进入=(b1+b2+…)离开
各根位错线的方向决定了位错是进入还是离开结点，若全部位错线的方向被任意选为进入(或离开)结点，则上式有
图2 位错反应b1+b2＝b3在进行过程中3个阶段的示意图 (只示出位错线的一部分)
a—位错b1和b2的原始状态;b—位错反应在进行中，产生一个结点; c—位错b3的最终状态
1—位错线; 2—结点
结点具有不同的稳定程度。图2b的结点是不稳定的，当反应完成后就消失了。在许多条件下可生成稳定的位错结点。例如非平行位错的反应，即在不同滑移面上的位错所发生的反应，可形成许多固定的结点。实际上，通常发生复杂的、由众多结点形成的位错网络，图3表示晶体中含有许多比较稳定的结点。应用弗兰克规则对应图中的3个结点，可得出b3＝b1+b2、b2+b7＝b6+b8和b5+b4＝b3+b4。式中b1是位错线t1的伯氏矢量; 余类推。
图3 部分晶体中的位错线网络示意图 (指出了3个结点)
打乱一个稳定的位错网络比推动一个孤立的位错线需要大得多的力，因此，在金属的强化中，位错的排列起着重要的作用。