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钢铁金属材料的晶体缺陷有哪些?一起来看动画演示!

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《材料科学基础》中晶体缺陷内容比较抽象复杂,比较难理解。我们通过制作动图,让大家理解起来更容易、掌握起来更透彻,并将抽象概念与实际晶体相联系。 


晶体缺陷是实际晶体中偏离理想结构的不完整区域。

根据晶体中结构不完整区域的形状及大小, 晶体缺陷常分为如下三类:

钢铁金属材料的晶体缺陷有哪些?


01

点缺陷

①脱位原子一般进入其他空位或者逐渐迁移至晶界或表面,这样的空位通常称为肖脱基空位或肖脱基缺陷。

②晶体中的原子有可能挤入结点的间隙,则形成另一种类型的点

缺陷---间隙原子,同时原来的结点位置也空缺了,产生另一个空位,通常把这一对点缺陷(空位和间隙原子)称为弗兰克尔缺陷。

③置换原子缺陷等类型

点缺陷类型动图:

点缺陷-1.gif

离子晶体的点缺陷

④离子晶体中点缺陷要求保持局部电中性,常见的两种点缺陷:

肖脱基缺陷:等量的正离子空位和负离子空位。

弗兰克尔缺陷:等量的间隙原子、空位。

离子晶体中的点缺陷动图:

点缺陷-2.gif


⑤点缺陷源于原子的热振动,故其平衡浓度随着温度升高指数增加。

点缺陷数量明显超过平衡值时叫过饱和点缺陷,产生原因为淬火、辐照、冷塑性变形。


温度导致点缺陷变化动图:


点缺陷-3.gif


位错攀移引起点缺陷的变化动图:


点缺陷-4.gif

02

刃位错的形成

①刃型位错一晶体中半原子面边缘周围的原子位置错排区。

刃位错的形成动图:

刃位错的形成-1.gif

②螺型位错——晶体中螺旋原子面轴线周围的原子位置错排区。

螺位错的形成动图:

刃位错的形成-2.gif

③混合位错——原子位置错拝区中既有半原子面也有螺旋原子面的位错。

混合位错动图:

刃位错的形成-3.gif

④位错的滑移

刃位错的运动动图:

刃位错的形成-4-1.gif
螺位错的运动动图:
刃位错的形成-4-2.gif

⑤位错的攀移

攀移运动动图:

刃位错的形成-5-1.gif
攀移的原子模型:
刃位错的形成-5-2.gif

⑥伯氏矢量的确定

先在有位错的晶体中用一闭合回路包围位错线,回路应远离位错中心晶格严重畸变区。再在理想晶体中作一相同回路,但该回路的终点与起点并不重合。从终点向起点作一矢量使两点相连,该矢量定义为该位错的柏氏矢量。

伯氏矢量的确定动图:

刃位错的形成-6.gif

03

面缺陷

有晶界、孪晶界、相界、表面等分类。

孪晶界动图:

面缺陷-1.gif
扭转晶界的形成动图:
面缺陷-2.gif


金属材料的晶体结构指的是金属材料内部的原子排列的规律。它决定着金属材料的显微组织和材料的宏观性能。下面的文案大家可以结合上面的动图进一步了解一下金属材料晶体结构的一些基本知识。


晶体结构基本知识-2.webp.jpg

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