第一部分 位错的一般性质 1
第一章 定义和例 1
1.1.完整晶体和实际晶体 1
1.2.经典弹性介质 1
1.3.晶体 2
1.4.平移位错 3
1.4.1.Burgers回路 3
1.4.2.“刃型”位错和“螺型”位错 4
1.5.旋转位错 5
1.6.图例说明 5
1.6.1.皂泡筏模型 6
1.6.2.表面台阶 6
1.6.3.蚀坑 7
1.6.4.在透明晶体中用沉淀体缀饰 11
译者的话 11
前言 12
1.6.5.透射电子显微术 16
1.6.6.X射线的衍射效应 23
第二章 位错的弹性理论 25
2.1.简单情形的研究 25
2.1.1.螺型位错 26
2.1.2.刃型位错 27
2.1.3.能量 27
2.1.4.位错中心 28
2.1.5.位错引起的密度变化 30
2.2.1.位错密度张量 31
2.1.6.简单的旋转位错 31
2.2.平移位错的普遍情形 31
2.2.2.位错分布引起的应力 32
2.2.3.线张力 33
2.2.4.各向异性介质；多边形位错 34
2.3.作用在位错上的力 35
2.3.1.Peach和Koehler公式 35
2.3.2.在应力作用下位错弧的平衡曲率 38
2.3.3.位错间的相互作用·普遍公式 38
2.3.4.两个平行位错间的相互作用 38
2.3.5.起初是直的、但不平行的位错间的相互作用 40
2.4.位错与自由表面的相互作用；像力 42
3.1.1.蚀坑和生长图形 46
3.1.2.滑移线 46
第三章 位错的运动、滑移 46
3.1.位错运动的实验证明 46
3.1.3.理论弹性极限 47
3.2.保守运动和非保守运动 48
3.3.位错滑移 49
3.3.1 Schmid定律 49
3.3.2 Peierls-Nabarro力 49
3.3.3.多边形位错；扭折 51
3.3.4.滑移面的方向 52
3.3.5.割阶 52
3.4.1. 位错速度的测量 54
3.4.滑移的动力学 54
3.4.3.匀速运动的螺型位错 55
3.4.2. 位错的最大速度 55
3.4.4.固有振动频率 56
3.4.5 温度对Peierls-Nabarro摩擦的影响 57
3.4.6.内耗；Bordoni峰 60
3.4.7.其他内耗 61
3.5.位错线的自由能 61
第四章 空位和间隙原子 63
4.1.空位和间隙原子的性质 63
4.2.形成能和移动能 64
4.2.1.形成一个空位所需的能量 64
4.2.3.缺陷的平衡浓度 66
4.2.2.形成一个间隙原子所需的能量 66
4.2.4.移动一个空位所需要的能量 67
4.2.5.移动一个间隙原子所需要的能量 67
4.2.6.缺陷的迁移率 67
4.3.测量方法；自扩散 68
4.3.1.换位与点缺陷的比较 69
4.3.2.间隙原子与空位的比较 69
4.3.3.自扩散激活能 71
4.4.在各种温度下的测量结果 71
4.4.1.随温度的测量 71
4.4.3.2.空位壑 72
4.4.3.1.方法 72
4.4.2.淬火后测量 72
4.4.3.淬火后退火 72
4.4.3.3.软淬火 73
4.4.3.4.硬淬火 74
4.5.辐照 75
4.5.1.一般观察 75
4.5.2.铜的低温退火 77
4.6.冷加工 78
4.6.1.一般观察 78
4.6.2.间隙原子沿位错的运动 78
4.6.3.点缺陷的生成速度 79
4.7.激活能的实验值 79
5.1.1.攀移所需的力 81
第五章 位错攀移 81
5.1.快速攀移 81
5.1.2.施于位错的力 82
5.2.通过扩散而攀移 83
5.2.1.割阶浓度 84
5.2.2.施于割阶的力 84
5.2.3.割阶扩散 85
5.2.4.位错的扩散速度 86
5.2.5.割阶被空位饱和 87
5.3.冷加工过程中空位和间隙原子的产生 89
5.3.1.偶极子位错的湮没 89
5.3.2.割阶攀移 90
5.3.3.“不同取向位错”的交截 91
5.4.过饱和或欠饱和点缺陷产生的位错圈和蜷线位错 93
5.4.1.位错圈的成长 93
5.4.2.位错圈的收缩 95
5.4.3.蜷线位错的平衡条件 96
5.4.4.蜷线的成核 97
5.4.5.蜷线的生长 97
第六章 不全位错 99
6.1.不全位错和错排面 99
6.2.堆垛层错和孪晶 99
6.2.1.有序合金 100
6.2.2.面心立方金属及其它结构 100
6.2.3.堆垛层错、孪晶和外延生长之间的关系 102
6.3.面心立方结构的不全位错 104
6.3.1.Thompson记号 104
6.3.2.Shockley位错 105
6.3.3.Frank位错 105
6.3.4.压杆位错 106
6.4.空位或间隙原子集团、位错圈和层错四面体 106
6.4.1.面心立方结构中的全位错圈和不全位错圈 106
6.4.2.面心立方结构中的层错四面体 107
6.4.3.其他结构中的空位圈和间隙原子圈 109
6.5.全位错扩展为“不全”位错 109
6.5.1.有序合金中的超位错 110
6.5.2.简单晶体 111
6.5.3.复杂结构 113
6.5.4.扩展宽度 114
6.6.扩展的结果 116
6.6.1.交叉滑移 116
6.6.2.割阶 118
6.6.3.Cottrell障碍 119
6.6.4.堆垛层错的攀移 121
6.6.4.1.无限大的堆垛层错 121
6.6.4.2.堆垛层错带 123
6.6.4.3.高过饱和度与低过饱和度的比较 123
6.7.1.孪生位错 124
6.7.2.孪晶的发展 124
6.7.机械孪生 124
6.7.3.孪晶的形状 126
6.7.4.孪晶顶端上的应力弛豫 127
6.7.5.孪晶的稳定性 129
6.7.6.孪晶的形成速度 130
6.8.外延生长 131
6.8.1.外延生长位错 131
6.8.2.外延生长层的形成 132
6.8.3.穿过外延生长层的滑移 133
6.9.马氏体相变 133
第七章 晶体生长 136
7.1.从蒸气相中生长完整晶体 136
7.1.1.平衡形状 136
7.1.3.实验条件 137
7.1.2.生长 137
7.1.4.实验结果的尝试性解释 138
7.2.含位错的晶体的生长速度 138
7.3.生长蜷线 139
7.4.从液相中生长 140
7.4.1.熔体 140
7.4.2.溶液 141
7.4.3.局部过冷 141
7.5.生长位错的起源 143
7.5.1.从蒸气相或从溶液中生长 143
7.5.2.从熔体中生长 144
7.5.2.1.纯熔体 144
7.5.2.2.不纯熔体 145
第二部分 位错网络 147
第八章 实际晶体的Frank网络；弹性极限 147
8.1.Frank网络和多边化结构 147
8.2.侵蚀图像 148
8.3.X射线导出的“嵌镶结构” 149
8.4.单晶体的弹性极限 150
8.4.1.定义；完整晶体中的理论值 150
8.4.2.Frank-Read源 151
8.4.3.观测的弹性极限 151
8.4.4.Frank网络引起的“林位错” 152
8.4.4.1.Frank网络引起的起长程应力 152
8.4.4.2.与“不同取向位错”的弹性相互作用 153
8.4.4.3.形成割阶 154
8.4.5.薄晶体 157
8.4.6.脆性晶体中的应力集中 158
8.4.6.1.表面压痕 158
8.4.6.2.体内压痕；尺寸效应 159
8.4.6.3.体内压痕；弹性常数的影响 160
8.4.6.4.表面棱角和台阶 160
8.4.6.5.晶粒间界 161
8.5.弹性常数的反常 161
8.5.1.Frank网络 161
8.5.2.精细多边化 162
8.5.3.受应变的晶体 163
8.6.Frank网络的大小 163
9.1.范性形变几何学 165
第九章 冷加工；塞积群 165
9.2.硬化的原因 166
9.3.单晶体中的片型流变 167
9.3.1.切变、拉伸和压缩中的易滑移 167
9.3.2.易滑移中的硬化 168
9.3.2.1.一般面貌 168
9.3.2.2.推广的Taylor模型 169
9.3.2.3.偶极子 169
9.3.2.4.滑移多边化 171
9.3.2.5.形变带 171
9.3.3.弯曲 172
9.3.3.1.弯曲的几何学 172
9.3.3.3.拉伸或压缩试验中的弯曲力矩 173
9.3.3.2.变曲中的硬化 173
9.4.单晶体中的湍型流变 174
9.4.1.三维网络 175
9.4.2.面心立方晶体中的硬化 175
9.4.3.Cottrell障碍 176
9.4.4.位错塞积群 177
9.4.5.面心立方晶体的第Ⅱ阶段 179
9.4.6.面心立方晶体中的交叉滑移及第Ⅲ阶段 179
9.5.多晶体的应变 180
9.5.1.弹性各向同性材料中的微应变 180
9.5.3.宏观弹性极限 181
9.5.2.各向异性的抛物线型硬化 181
9.5.4.大应变时的形变 182
9.5.5.大应变时的硬化率 183
9.6.冷加工状态的性质 184
9.6.1.X射线线条宽度和储能 184
9.6.2.位错密度 185
9.6.3.空位和简隙原子的产生 185
第十章 退火回复、多边化、再结晶、晶粒间界 187
10.1.退火回复 187
10.1.1.不同类型的退火回复 187
10.1.2.形变过程中的多边化 188
10.1.3.回复的初始阶段 188
10.2.1.晶粒间界的本性 190
10.2.晶粒间界和亚晶界的本性 190
10.2.2.亚晶界的本性 191
10.3.晶粒间界和亚晶界的性质 192
10.3.1.能量 193
10.3.2.沿晶粒间界的扩散 195
10.3.3.沿位错钱的管道扩散 196
10.3.4.晶粒间界的迁移率 198
10.4.多边化 199
10.5.再结晶 202
10.5.1.成核 202
10.5.2.再结晶 203
10.5.3.晶粒粗大化 203
11.1.描述 205
第十一章 蠕变 205
11.2.低温形变 206
11.2.1.a蠕变 206
11.2.2.低温恒速下的拉伸 207
11.3.高温形变 210
11.3.1.广义的Nabarro蠕变(低应力或脆性材料) 210
11.3.1.1.晶粒间界的Nabarro蠕变 210
11.3.1.2.多边化晶界或孤立位错的Nabarro蠕变 211
11.3.1.3.高温弹性极限 211
11.3.1.4.高温内耗 212
11.3.2.β和χ蠕变(大应力) 212
11.3.2.1.χ蠕变 212
11.3.2.2.β蠕变 214
11.3.3.晶粒间界的作用；γ蠕变 215
第十二章 解理 217
12.1.描述 217
12.1.1.解理位错 217
12.1.2.解理台阶 218
12.1.3.河 219
12.2.裂缝成核 220
12.2.1.解理所需的应力 220
12.2.2.Griffith裂缝 221
12.2.3.应力集中 221
12.2.4.位错塞积群的作用 222
12.2.6.1.六角密堆积金属中的扭折带 223
12.2.6.多边化的晶界 223
12.2.5.机械孪生 223
12.2.6.2.离子晶体中两个滑移带的交叉 224
12.2.6.3.经轻度形变的多晶体 225
12.2.7.两条平行滑移线的并合 225
12.2.8.应力集中的范性驰豫；脆性-延性转变 226
12.3.裂缝扩展 226
12.3.1.在脆性材料中运动的快速裂缝 226
12.3.2.范性驰豫 227
12.3.2.1.静裂缝的驰豫 227
12.3.2.2.裂缝扩展的临界速度 229
12.3.2.3.裂缝的稳定性 229
12.3.2.4.范性弛豫对裂缝的阻塞 230
12.4.脆性断裂和延性断裂 232
第三部分 位错与其它缺陷的相互作用 235
第十三章 与杂质相互作用的本质 235
13.1.导言 235
13.2.相互作用能 236
13.2.1.定义 236
13.2.2.饱和 237
13.2.3.与振幅有关的内耗 238
13.3.弹性相互作用 241
13.3.1.使用模型 241
13.3.2.尺寸效应 241
13.3.3.弹性常数不同引起的效应 242
13.4.1.离子晶体 243
13.4.静电相互作用 243
13.4.2.金属 244
13.5.螺型位错 245
第十四章 包含均匀分布的杂质或沉淀体的晶体的硬度 246
14.1.Mott和Nabarro理论 246
14.2.沉淀体 248
14.2.1.共格沉淀体及不共格沉淀体 248
14.2.2.均匀分布的不共格沉淀体引起的弹性极限 248
14.2.3.弹性极限随温度的变化 249
14.2.4.硬化率 250
14.3 G.P.区 251
14.3.1.扁平的G.P.区 251
14.3.2.球形G.P.区 252
14.4.1.正常的硬化 253
14.4.固溶体 253
14.4.2.有序固溶体的硬化 255
14.4.2.1.局部有序化 255
14.4.2.2.长程有序 256
第十五章 沿位错线含有不可动杂质气团或沉淀体的晶体的硬度 257
15.1.不纯的时效晶体的拉伸试验 257
15.2.单晶体 258
15.2.1.脱钉所需的应力 258
15.2.2.从扩展的气团脱离 259
15.2.3.热激活 260
15.2.3.1.从Cottrell气团的热逃逸 260
15.2.3.2.铁单晶体中弹性极限随温度的变化 261
15.2.4.应力集中和屈服点 262
15.3.多晶体 262
15.3.1.微应变和上屈服点 263
15.3.2.屈服点和Lüders带 263
15.3.3.平台 264
15.4.扩展位错 264
15.5.被沉淀体钉扎 266
15.6.纯晶体中的屈服点 266
15.6.1.淬火后的硬化 267
15.6.2.加工硬化以后的屈服点 268
15.6.3.辐照硬化 268
16.1.时效 270
16.1.1.原理 270
第十六章 杂质气团的形成和运动 270
16.1.2.实验观察 271
16.1.2.1.在ɑ铁及其它合金中间隙杂质 271
16.1.2.2.纯晶体中的点缺陷 272
16.2.微蠕变 272
16.2.1.原理 272
16.2.2.未饱和气团的拉曳 273
16.2.3.从未饱和气团的热激活逃脱 274
16.2.4.实验观察与讨论 274
16.3.重复屈服点 274
16.3.1.软钢的蓝脆 274
16.3.3.重复屈服点与动力学不稳定性 275
16.3.2.Portevin-Leehatelier效应 275
第十七章 位错与晶体点阵其它扰乱的相互作用 277
17.1.导言 277
17.2.X射线和中子散射 277
17.2.1.Lauё斑的形状 277
17.2.2.单晶体中Bragg反射的强度 278
17.2.3.Debye-Scherrer线 279
17.2.4.低角散射 280
17.3.薄膜电子显微术 281
17.3.1.原理 281
17.3.2.完整晶体中的消光轮廓；堆垛层错 282
17.3.3.位错 282
17.4.电学性质 283
17.4.1.金属 283
17.4.2.半导体 285
17.4.3.离子晶体 287
17.5.热导率 288
17.5.1.绝缘体 288
17.5.2.金属物质 289
17.6.绝缘体和半导体中的光学性质 290
17.6.1.光学吸收和光学发射、光的散射 290
17.6.2.双折射 291
17.7.铁磁性 291
17.7.1.趋近饱和 292
17.7.2.超始硬化率；Barkhausen效应 294
17.8.1.磁阻率 295
17.8.2.核磁共振 295
17.8.其它磁学效应 295
17.8.3.超导体 296
第十八章 晶体位错 F.O.弗兰克 J.W.斯蒂兹 298
18.1.序言 298
18.2.一维模型 300
18.3.Peierls-Nabarro模型 302
18.4.圆柱体中的刃型位错 304
18.5.更普遍的位错线 306
18.6.各向异性弹性体中的直线位错 307
18.7.位错线的易弯性质 310
18.8.位错线的熵 311
18.9.Burgers矢量 312
18.10.位错的运动 312
18.11.位错和点缺陷间的相互作用 313
18.12.平行位错的相互作用 314
18.13.扩展位错 315
18.14.交滑移 316
18.15.位错合成 316
18.16.位错锁 316
18.17.晶粒间界 317
18.18.作用在位错上的力 319
18.19.滑移运动所需的力 320
18.20.攀移运动所需的力 320
18.21.塞积平衡 320
18.22.位错的起源 320
18.25.电子与位错的相互作用 321
18.26.加工硬化曲线 321
18.24.在位错上的吸收和沉淀 321
18.23.扭折带的形成 321
18.27.位错中的割阶 322
18.28.割阶拖曳 323
18.29.蜷线过程 325
附录 328
A.弹性力学的基本关系 328
B.室温下元素的某些物理性质 331
C.若干晶系的共同滑移方向及孪生方向 333
D.术语对照表 334
参考文献 335
索引 365