《晶体缺陷理论》试卷。
20xx级材料科学与工程研究生）
一、基本概念（20分，每小题4分）
1.不全位错与扩展位错。
2.柏氏矢量和压杆位错。
3.内禀层错和外延层错。
4.柯氏气团和胞状亚结构。
空间位错源和bardeen-herring位错源。
二、简要回答下列问题，并说明原因。（共20分）
1.一根位错线形状发生改变时，柏氏矢量是否也随之发生改变？
2.不同类型的位错运动时，滑移矢量与位错线的关系如何？
3.位错的存在都会导致晶体体积发生变化？
4.在密排六方结构中，密排面上的原子仅靠一次滑移能否产生层错。
5.小角度晶界都是由位错所构成的吗？
6.凡是位错都能发生交滑移和双交滑移吗？
7.面心立方结构中的肖克莱不全位错只可能是刃型位错吗？
8.造成刃型位错攀移的是正应力吗？
三、peierls-nabarro点阵模型（10分）
1.在何种条件下，p-n模型与连续介质模型结果相近？
2.何为位错宽度？位错宽度与p-n力的关系？密排结构金属的p-n力是大还是小？
模型成功之处何在？
四、螺型位错在z轴上，位错线和柏氏矢量指向z轴正向；正刃型位错与螺型位错平行，柏氏矢量指向x轴正向，由peach-koehler公式求螺型位错与刃型位错之间的相互作用力。（10分）
五、令位错的攀移作用力为渗透力fs，攀移阻力为fm。（10分）
1.当位错仅在渗透力fs作用下发生攀移时的空位浓度c应为何值？
2.如果样品从t1淬火到t2（t1﹥ t2），fs与fm和△t（△t =t1-t2）关系如何？
六、在面心立方上全位错柏氏矢量为，面上全位错柏氏矢量为，两根位错运动到两个面交汇处形成了新的位错，该新位错的柏氏矢量和可动性如何？若两位错相遇前就分解成扩展位错，在两个面交汇处，不全位错能否反应？可动性又如何？
写出反应式。（20分）
七、在密排六方晶体中，最常观察到的层错是哪一种？为什么？不全位错切动能否使e型层错转化为i1型层错，若可以，请指出该不全位错的类型和柏氏矢量，画出切动示意图。（10分）
晶体缺陷理论》试卷答案。
一、基本概念。
1.不全位错：柏氏矢量小于单位位错矢量的位错。
扩展位错：两个不全位错夹着一层层错的位错组态。
2.柏氏矢量：表征位错特性和本质的矢量。
压杆位错：三个不全位错和两片层错所构成的位错组态。
3.内禀层错：从层错中心向两边看，都是正常堆垛的层错。
外延层错：从层错中心向两边看，都不是正常堆垛的层错。
4.柯氏气团：固溶体合金中，溶质原子或杂质原子可以与位错交互作用而形成的溶质原子气团。
胞状亚结构：大量塑性变形时，晶粒内部形成位错缠结、聚集，进而构成的亚结构，胞壁为高密度的缠结位错，胞内位错密度较低。
空间位错源：即极轴机制，在切应力作用下，螺位错分量沿螺旋面运动一周，扫出一个台阶，上升一个螺距，会形成一个螺旋线。
bardeen-herring位错源：通过空位或间隙原子的扩散，某位错线段绕固定点旋转，不断放出位错环的位错攀移增殖机制。
二、简要回答下列问题，并说明原因。
1.一根位错线形状发生改变时，柏氏矢量是否也随之发生改变？
答：不会。位错线的柏氏矢量与形状无关。
2.不同类型的位错运动时，滑移矢量与位错线的关系如何？
答：刃位错滑移矢量与位错线平行，螺位错滑移矢量与位错线垂直，混合位错滑移矢量与位错线呈任意角度。
3.位错的存在都会导致晶体体积发生变化？
答：否，螺位错不会导致晶体体积发生变化。
4.在密排六方结构中，密排面上的原子仅靠一次滑移能否产生层错。
答：可以，i2型。
5.小角度晶界都是由位错所构成的吗？
答：是。倾斜晶界由刃位错构成，旋转晶界由螺位错构成。
6.凡是位错都能发生交滑移和双交滑移吗？
答：不是，刃位错不行，由其位错线和柏氏矢量相对关系所决定。
7.面心立方结构中的肖克莱不全位错只可能是刃型位错吗？
答：不对。还可以是螺位错或混合位错。
8.造成刃型位错攀移的是正应力吗？
答：不对。是正应力。
三、1.在离位错中心较远处，p-n模型与连续介质模型结果相近。
2.位错宽度：w=a/(1-ν)位错宽度越大，p-n力越小；密排结构金属的p-n力很小，可忽略。
模型中p-n力远小于理想晶体的屈服应力，证实了位错的可动性及有位错的晶体易发生变形，这就是该模型的成功之处。
四、=；－j)+ i)=0
五、1.此时fs＝fm，c＝1。
t1六、1. +位错线与柏氏矢量垂直，不可动。
+＝，符合结构、能量条件，能反应。但其滑移面为（100），非面心立方的密排面，不可动。
七、1.最常见的是i1型层错，其能量最低。
2.可以使e型层错转化为i1型层错，e型： a b a b c a b a b
i1型： a b a b a c a c a
切动2次，e型第5层c→a，第6层a →c；然后第7层b→a，第8层a →c，以后依次切动即可。分别是2个不全位错，柏氏矢量为。
晶体缺陷理论》试卷评分标准。
一、基本概念（20分，每小题4分）
每个小概念2分，基本答出的给1分。
二、简要回答下列问题，并说明原因。（共20分）
1-4题每题2分，5-8题每题3分。正确答出与说明原因各给一半分。
三、peierls-nabarro点阵模型（10分）
小题2分；2小题6分，其中每一小问2分。
四、螺型位错在z轴上，位错线和柏氏矢量指向z轴正向；正刃型位错与螺型位错平行，柏氏矢量指向x轴正向，由peach-koehler公式求螺型位错与刃型位错之间的相互作用力。（10分）
柏氏矢量分量2分；螺位错张量应力场表达式3分；单位长度位错受力计算5分。
五、令位错的攀移作用力为渗透力fs，攀移阻力为fm。（10分）
1.给出空位浓度c值4分；2.给出fs与fm和△t关系的6分。
六、在面心立方上全位错柏氏矢量为，面上全位错柏氏矢量为，两根位错运动到两个面交汇处形成了新的位错，该新位错的柏氏矢量和可动性如何？若两位错相遇前就分解成扩展位错，在两个面交汇处，不全位错能否反应？可动性又如何？
写出反应式。（20分）
写出并判断新位错的柏氏矢量和可动性的6分，分解的不全位错式7分，不全位错反应、可动性的7分。
七、在密排六方晶体中，最常观察到的层错是哪一种？为什么？不全位错切动能否使e型层错转化为i1型层错，若可以，请指出该不全位错的类型和柏氏矢量，画出切动示意图。（10分）
正确指出最常观察到的层错3分，转化不全位错的类型和柏氏矢量的4分，画出切动示意图3分。
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