《晶体缺陷》

第一章 点缺陷基本性质1

1 点缺陷种类1

一、空位2

二、间隙原子3

三、离子晶体中的点缺陷7

2 点缺陷的平衡浓度9

一、单空位的平衡浓度9

二、双空位的平衡浓度11

三、间隙原子的平衡浓度13

3 点缺陷形成能14

一、电子势能变化15

二、电子动能变化16

三、空位形成能的实验测定17

4 形成熵的计算18

5 点缺陷的运动20

一、点缺陷的迁移20

二、空位迁移能22

三、点缺陷的消失24

参考文献25

习题与思考题25

第二章 线缺陷的基本性质27

1 引言27

一、简单立方晶体中的刃型和螺型位错28

二、位错的柏格斯矢量(柏氏矢量)29

三、刃型位错及其运动31

四、螺型位错及其运动33

五、位错密度37

2 弹性力学基础知识37

一、应力张量38

二、应变张量40

三、应力与应变关系(广义虎克定律)42

四、弹性力学平衡问题的求解方法43

3 位错的应力场44

一、直线型刃型位错的应力场45

二、螺型位错的应力场50

三、任意形状位错环的应力场简介53

四、各向异性弹性体中的直线位错56

4 位错的弹性能、自由能及线张力58

一、弹性能58

二、自由能60

三、线张力61

5 位错受力65

一、直线位错受力65

二、作用在位错上的力的一般公式67

一、位错的萌生69

6 位错的萌生和增殖69

二、位错增殖机制72

三、螺旋线位错的形成机制77

7 位错的滑移阻力79

一、派-纳模型的概念与方程79

二、非正弦作用力时派-纳模型的修正87

三、位错的能量与派-纳力89

8 位错运动的速度与应力的关系96

一、运动位错的应力场和位错运动的极限速度97

二、位错速率与应力的关系100

三、塑性变形的热激活问题102

9 位错的攀移力104

参考文献110

习题111

第三章 典型晶体中的位错113

1 面心立方晶体中的位错113

一、全位错113

二 堆垛层错115

三、不全位错117

四、扩展位错121

2 体心立方晶体中的位错131

一、全位错131

二、堆垛层错132

三、位错分解135

四、不全位错与孪晶的关系137

3 密排六方晶体中的位错139

一、全位错与不全位错139

二、堆垛层错141

三、密排六方晶体的滑移142

参考文献144

习题及思考题144

1 小角度晶界145

一、对称倾斜晶界145

第四章 面缺陷的基本性质145

二、非对称倾斜晶界146

三、扭转晶界147

四、小角度晶界位错模型的Frank公式149

2 大角度晶界153

一、重合位置点阵153

3 其他的晶界模型160

一、O点阵理论161

二、旋错161

4 相界模型164

一、相界165

二、反相畴界167

一、晶界能的计算169

5 晶界能169

二、有关晶界能的分析172

参考文献174

习题及思考题175

第五章 缺陷间相互作用176

1 溶质原子与位错相互作用176

一、静电互作用176

二、化学互作用178

三、弹性互作用180

2 平行位错之间相互作用184

四、三种互作用大小的比较184

一、平行螺位错间互作用185

二、平行刃位错间互作用186

三、螺和刃位错间互作用186

3 位错塞积群应力场的计算186

一、计算塞积群正前方的应力188

二、计算塞积群前任一点R(r，θ)的应力189

4 位错间近程互作用191

一、位错的汇合191

二、位错的交割191

5 实际晶体中的位错反应194

二、位错网络的形成195

一、Lomer-Cottrell位错的形成195

三、层错四面体的形成197

6 位错与面缺陷互作用198

一、面缺陷与位错作用可用镜像位错代替的依据198

二、界面对位错的作用199

参考文献201

习题与思考题202

1 晶体软硬实质204

一、晶体的理论强度204

第六章 位错理论在金属强度中应用204

二、晶体实际屈服强度的估计207

2 三类晶体的屈服现象208

一、屈服曲线方程208

二、对屈服曲线方程的理解209

3 流变应力与位错密度211

一、平行位错间互作用机制211

二、与林位错互作用机制212

三、位错胞壁作用机制213

4 加工硬化215

一、硬化三阶段的描述215

二、位错理论对加工硬化的解释216

5 晶体的断裂221

一、脆性断裂222

二、韧性断裂228

三、韧脆转变229

6 固溶强化231

一、面心立方晶体固溶强化232

二、体心立方晶体固溶强化239

三、不均匀固溶强化245

7 合金中第二相强化251

一、硬的不变形的第二相粒子强化251

二、软的可变形的第二相粒子强化253

8 马氏体相变与马氏体强化257

一、马氏体形核的位错模型258

二、马氏体胚核的长大260

三、马氏体强化262

9 高温强度的位错理论264

一、蠕变的描述264

二、蠕变第二阶段的位错理论265

10 疲劳强度的位错理论266

一、疲劳现象的特点267

二、疲劳的位错模型268

参考文献269

习题与思考题270

一、量子力学基本方程271

第七章 晶体缺陷对物理性能的影响271

1 电子论基础271

二、晶体中电子的能带272

三、晶体中电子跃迁的规律273

2 缺陷与晶体电学性能275

一、晶体电阻275

二、点缺陷电阻278

三、位错电阻279

3 缺陷与半导体性能280

一、半导体中截流子数目和它的迁移率280

二、缺陷对半导体晶体能阶的影响282

三、缺陷对载流子数目的影响286

4 离子晶体中缺陷289

一、光的发射和吸收289

二、离子晶体中的点缺陷291

三、色心的形成292

四、位错应力场与晶体双折射293

5 缺陷与磁学性能298

一、晶体磁性概述298

二、位错对铁磁性的影响300

参考文献303

习题与思考题304