釘扎點檢視原始碼討論檢視歷史
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對晶體材料而言,當應力較小時,位錯能夠在晶格間移動。位錯的這種運動引發了材料的塑性形變。而釘扎點的存在阻礙了位錯的運動,故需要一個較大的應力才能使位錯克服阻礙。材料因此表現出更大的強度。[1]
固溶強化
晶體材料中,狹義的零位晶體缺陷是空位。這裡,我們將晶體中各個方向上的大小都是原子尺度的不均勻性質點統稱為零維缺陷。除了空位外,它還包括代位式、間隙式存在的固溶態合金原子或者雜質原子。
這些缺陷點破壞了完整晶體原有的周期性均勻結構,它們與晶體中的位錯之間存在交互作用,並且隨着它們之間的距離改變,這樣,當位錯在這些點缺陷附近經過時就會遇到阻力,從而提高材料屈服強度。人們將晶體中的固溶原子通過各種交互作用增加位錯移動阻力而使屈服強度提高的現象,稱作固溶強化。
金屬材料中加入合金元素,如果有部分合金元素的原子固溶於基體金屬中,都會產生一定的固溶強化作用。通常情況下,不考慮空位對晶體屈服強度的影響。但是,在受到核輻射強烈作用因此產生大量空位及空位聚集形成的孔洞時,它們對於屈服強度的影響也是必須考慮的。
釘扎點的類別
點缺陷
點缺陷會在材料內部產生應力場,從而對移動中的位錯形成排斥,正如兩個帶相同電荷的粒子會相互排斥,位錯會被推出有應力場的區域。
合金元素
將原子1被加入原子2的晶體中會產生釘扎點。事實上,合金原子本身也是一個點缺陷,當它被放入另一種物質的晶體點時會產生應力場,應力場可阻礙位錯的運動。當合金中的兩種原子大小相近的時候,應力幾乎為零(例如鈷鎳合金)。然而,不同的原子有可能表現出不同的彈性模量,這將會給位錯造成不同的運動區域。 較高的模量如同一個能量壁壘,而較低的模量如同一個能量槽,兩者都將阻止位錯的移動。
新相的沉澱
當材料中有新的相沉澱或析出時,位錯的移動將被阻礙而無法通過。位錯必須在析出相的周圍彎曲( 這需要更大的能量,或施加更大的應力)。位錯因此會被縮短並圍繞在新的相周圍。
晶界
位錯運動需要有序的晶體結構。 而晶界上的原子因為無法配位而產生晶格錯位。 因此,運動倒晶界的位錯將無法繼續移動。