柏氏矢量

柏氏矢量

柏氏矢量(Burgers vector)是描述位錯實質的重要物理量。反映出柏氏迴路包含的位錯所引起點陣畸變的總積累。

基本介紹

  • 中文名:柏氏矢量
  • 外文名:Burgers vector
  • 作用:描述位錯實質
  • 領域: 物理學
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柏氏矢量

通常將柏氏矢量稱為位錯強度,位錯的許多性質如位錯的能量,所受的力,應力場,位錯反應等均與其有關。它也表示出晶體滑移時原子移動的大小和方向。
柏氏矢量具有守恆性,柏氏迴路任意擴大和移動中,只要不與原位錯線或其他位錯線相遇,迴路的畸變總劣跡不變,由此可引申出一個結論:一根不分叉的任何形狀的位錯只有一個柏氏矢量

確定方法

柏氏矢量可通過柏氏迴路(Burgers circuit)來確定。在含有位錯的實際晶體中作一個包含位錯發生畸變的迴路,然後將這同樣大小的迴路置於理想晶體中,此時迴路將不能封閉,需引一個額外的矢量b連線迴路,才能使迴路閉合,這個矢量b就是實際晶體中位錯的柏氏矢量。如圖所示: a)實際晶體 b) 完整晶體

右手法則

刃型位錯的柏氏矢量與位錯線垂直,其正負可用右手法則確定, (通常先人為地規定位錯線的方向,然後用右手食指表示位錯線的方向,讓柏氏矢量的方向垂直進入掌心,此時若拇指向上是為正刃型位錯,向下時為負刃型位錯。)
螺型位錯的柏氏矢量與位錯線平行,且規定柏氏矢量與位錯線正向平行的為右旋;反向平行的為左旋。

特徵

用柏氏矢量可判斷位錯的類型。柏氏矢量與位錯線垂直者為刃型位錯,平行者為螺型位錯,既不垂直又不平行者為混合位錯
柏氏矢量反映位錯區域點陣畸變總累積的大小。柏氏矢量越大,位錯周圍晶體畸變越嚴重。
用柏氏矢量可以表示晶體滑移的方向和大小。位錯運動導致晶體滑移時,滑移量大小即柏氏矢量b,滑移方向即為柏氏矢量的方向。
一條位錯線具有唯一的柏氏矢量。它與柏氏迴路的大小和迴路在位錯線上的位置無關,位錯在晶體中運動或改變方向時,其柏氏矢量不變。
若位錯可分解,則分解後各分位錯的柏氏矢量之和等於原位錯的柏氏矢量。
位錯可定義為柏氏矢量不為零的晶體缺陷,它具有連續性,不能中斷於晶體內部。其存在形態可形成一個閉合的位錯環,或連線於其他位錯,或終止在晶界,或露頭於晶體表面。

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