位错交截

英文

dislocation intersection

简介

运动中位错互相切割的过程，又称位错交割或截割。对于在滑移面上运动的位错来说，穿过此滑移面的其他位错称为林位错。林位错会阻碍位错运动，但是若应力足够大，滑动的位错将切过林位错继续前进。一般情况下，两个位错交截时，每个位错上都要产生一小段位错，它们的伯格斯(Burgers)矢量(见滑移)与携带它们的位错相同，而大小与方向则决定于另一位错的伯氏矢量。如交截产生的一小段位错不在所属位错的滑移面上，则此段位错线通常称为该位错线上的割阶(jog);若小段位错位于所属位错的滑移面上，则相当于位错扭折。

位错交截的情况通常有3种：两个刃型位错交截，两个螺型位错交截，螺型位错和刃型位错交截 (见滑移)。图1表示两个刃型位错相互交截，PA面中固定刃型位错的伯氏矢量为bA，PB面中的刃型位错自上向下滑移，其伯氏矢量为bB。当位错bB扫过后，PB面两侧的晶体相对错开bB距离，位错bA随着晶体一起被切为两部分，它们的相对位移PP′的方向和大小都取决于bB。PP′即割阶。产生割阶的能量对于一般金属约等于十分之几电子伏特。

图1 两个刃型位错交截示意图

a—交截前;b—交截后

一个刃型位错与一个螺型位错交截如图2所示。螺型位错的伯氏矢量为bc，被它贯穿的一组晶面连成了一个螺旋面。刃型位错的伯氏矢量为bD，其滑移面恰好是螺型位错bC的螺旋面。当位错bD切过螺型位错后，变成了分别位于两层晶面上的两段位错。QQ′为一个位错割阶，其大小及方向等于螺型位错的矢量bc，而其伯氏矢量则是bD。因此，这是一小段刃型位错，它的滑移面如图中阴影线所示。割阶QQ′随位错bD一起滑移而作前进运动。

图2 刃型位错与螺型位错交截示意图

a—交截前; b—交截后

两个相互垂直的螺型位错相交截的情况如图3所示。当运动位错AB和位错CD发生交截后，产生一个大小与b₂相一致的割阶P₁P′1，它属于刃型位错。割阶可以沿着AB位错线滑移，当被迫随着位错AB向右运动时，线段P₁P′1将作攀移运动，其结果是，根据运动的螺型位错性质的不同，或者产生一系列空位，或者形成一系列的间隙原子。攀移(见滑移)是靠扩散进行的，其速度比位错滑移的速度慢，因此，这种割阶对AB位错的滑移起阻碍作用。刃型割阶P₂P′2的性质与P₁P′的相似。

晶体受到外力作用时，内部运动着的位错线会产生交截，交截后每根位错线上都可能产生一扭折或割阶，其长度与另一位错的伯氏矢量的模相同。扭折与位错线在同一滑移面上，可随主位错线一起运动，几乎不产生阻力，而且扭折在线张力作用下易消失。可是，割阶则与位错线不在同一原子平面上，如果割阶的滑移与位错线的滑移不一致，则割阶必须攀移才能跟随主位错线一起运动，成为位错运动的障碍，引起割阶硬化，使金属在冷加工过程中的强度与硬度升高、塑性下降。位错相互交截结果如表所列。

图3 螺型位错相互交截示意图

位错相互交截结果