14.位错密度
(四)位错密度
应用一些物理的和化学的实验方法可以将晶体中的位错显示出来
1. 如用浸蚀法可得到位错腐蚀坑，由于位错附近的能量较高，所以位错在晶体表面露头的地方最容易受到腐蚀，从而产生蚀坑。位错腐蚀坑与位错是一一对应的。
2. 此外用电子显微镜可以直接观察金属薄膜中的位错组态及分布
3. 还可以用X 射线衍射等方法间接的检查位错的存在
位错的形态特点：
● 由于位错是已滑移区和未滑移区的边界，所以位错线不能中止在品体内部，而只能中止在晶体的表面或晶界上。
● 在品体内部，位错线一定是封闭的，或者自身封闭成一个位错圈，或者构成三维位错网
图1.42是晶体中三维位错网络示意图
图1.43是晶体中位错的实际照片
位错密度的概念:
● 在实际晶体中，经常会含有大量的位错，通常把单位体积中所包含的位错线的总长度称为位错密度即ρ=L 。式中，V 是晶体体积，L 为该晶体中位错线V
的总长度，ρ的单位为m -2。
● 位错密度的另一个定义是：穿过单位截面积的位错线数目，单位也是m -2。 位错密度有多大
一般在经过充分退火的多晶体金属中，位错密度达1010~1012m -2，而经过剧烈冷塑性变形的金属，其位错密度高达1015~1016m -2，即在1cm 3的金属内，含有千百万公里长的位错线。
金属材料的强度和位错密度之间的关系：
1. 不含位错的金属强度：
⏹ 如果金属中不含位错，那么它将有极高的强度，目前采用一些特殊方法
已经能制造出几乎不含位错的结构完整的小晶体—直径约为
0. 05~2μm 、长度为2~10mm 的晶须，其变形抗力很高
⏹ 例如直径1. 6μm 的铁晶须，其抗拉强度竟高达13400MN m 2，而工业上应用的退火纯铁，抗拉强度则低于300MN m 2，两者相差40多倍。
⏹ 不含位错的晶须，不易塑性变形，因而强度很高，而工业纯铁中含有位
错，易于塑性变形，所以强度很低。
2. 如果采用冷塑性变形等方法使金属中的位错大大提高，则金属的强度也可以
随之提高。
3. 金属强度与位错密度之间的关系如图1.44所示。图中位错密度ρm 处，晶体的
抗拉强度最小，相当于退火状态下的晶体强度，当经过加工变形后，位错密度增加，由于位错之间的相互作用和制约，晶体的强度便又上升。