《无机材料物理性能》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 无机材料的受力形变 1.3 无机材料中晶相的塑性形变

1.3 无机材料中晶相的塑性形变 塑性：使固体产生变形的能力。 在超过该固体的屈服应力后，出现能使该固体长期 保持其变形后的形状或尺寸。该过程属于非可逆性。 屈服应力：当外力超过物体弹性极限，达到某一点 后，在外力几乎不增加的情况下，变形骤然加快，此点 为屈服点，达到屈服点的应力

1.3 无机材料中晶相的塑性形变 塑性：使固体产生变形的能力。 在超过该固体的屈服应力后，出现能使该固体长期 保持其变形后的形状或尺寸。该过程属于非可逆性。 屈服应力：当外力超过物体弹性极限，达到某一点 后，在外力几乎不增加的情况下，变形骤然加快，此点 为屈服点，达到屈服点的应力

1.3.1晶格滑移 1.晶格滑移 滑移：晶体的一部分相对另一部分平移滑动

1.3.1 晶格滑移 滑移：晶体的一部分相对另一部分平移滑动。 1. 晶格滑移

在晶体中有许多族平行晶面，每一族晶面都有一定 面间距，且晶面指数小的面，原子的面密度越大，面间距 越大，原子间的作用力小，易产生相对滑动

在晶体中有许多族平行晶面，每一族晶面都有一定 面间距，且晶面指数小的面，原子的面密度越大，面间距 越大，原子间的作用力小，易产生相对滑动

→十一十一十一 ◆一十一十一十 十一十一十一◆一 一十一十一十◆ 产生滑移的条件： ①面间距大；②每个面上是同一种电荷的原子，相对滑动 面上的电荷相反；③滑移矢量（柏格斯矢量）小。 晶格滑移是在滑移面上，沿着滑移方向产生滑移

＋ － ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － ＋ ＋ － ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － ＋ 产生滑移的条件： ①面间距大；②每个面上是同一种电荷的原子，相对滑动 面上的电荷相反；③ 滑移矢量（柏格斯矢量）小。 晶格滑移 是在滑移面上，沿着滑移方向产生滑移。 ＋ － ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － ＋ ＋ － ＋ － ＋ － － ＋ － ＋ － ＋

晶格滑移包括：(1)滑移系统和（2)临界分解剪切应力 (1)滑移系统 滑移系统：包括滑移方向和滑移面。即滑移按一定的 晶面和方向进行。 滑移方向与原子最密堆积的方向一致，滑移面是原子 最密堆积面

滑移系统：包括滑移方向和滑移面。即滑移按一定的 晶面和方向进行。 滑移方向与原子最密堆积的方向一致，滑移面是原子 最密堆积面。 晶格滑移包括：（1）滑移系统和（2）临界分解剪切应力 （1）滑移系统

四 心格子 滑移面(111) 滑移面(112) 体心格子 滑移面(110) 滑移面（123)方向111]

[111] 滑移面（111） 滑移面（110） 滑移面（112） 滑移面（123）方向[111] 面 （111） 心 格 子 体 心 格 子

多大的力才能使得晶格滑移？

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(2)临界分解剪切应力 S 滑移面面积： C0SΦ F在滑移面上分剪力：FCosΨ y滑移方向 滑移面上分剪应力： T=-P 滑移面 5C0Spc0S中 cos中 在同样外应力作用下，引起滑移面 上剪应力大小决定cosΨcos中的大小； 滑移系统越多，cosΨc0s大的机会就多，达到临界剪 切应力的机会也越多

在同样外应力作用下，引起滑移面 上剪应力大小决定 cos  cos 的大小； F 滑移面   滑移方向 S （2）临界分解剪切应力 滑移面面积： F在滑移面上分剪力：Fcos  滑移面上分剪应力： 滑移系统越多，cos  cos 大的机会就多，达到临界剪 切应力的机会也越多

金属与非金属晶格滑移难易的比较 金属 非金属 由一种粒子组成 组成复杂 金属键无方向性 共价键或离子键有方向 结构简单 结构复杂 滑移系统多 滑移系统少

金属 非金属 由一种粒子组成 组成复杂 金属键无方向性 共价键或离子键有方向 结构简单 结构复杂 滑移系统多 滑移系统少 金属与非金属晶格滑移难易的比较

1.3.2塑性形变的机理（位错运动理论) 从原子尺度变化解释塑性形变：当构成晶体的一 部分原子相对于另一部分原子转移到新的平衡位置时， 晶体出现永久形变，晶体体积没有变化，仅仅是形状 发生变化。 如果所有原子同时移动，需要很大能量才产生滑 动，这个能量接近于滑移面上所有键同时断裂时所需 的能总和；

从原子尺度变化解释塑性形变：当构成晶体的一 部分原子相对于另一部分原子转移到新的平衡位置时， 晶体出现永久形变，晶体体积没有变化，仅仅是形状 发生变化。 如果所有原子同时移动，需要很大能量才产生滑 动，这个能量接近于滑移面上所有键同时断裂时所需 的能总和； 1.3.2 塑性形变的机理（位错运动理论）