位错理论基础

晶格与位错核心：FCC、BCC、HCP 和部分位错

将晶体结构、允许滑移系、位错分解和层错能联系起来，解释不同金属为何有不同塑性表现。

进阶8 min修订于 2026-09-16编辑责任：材相 Lab 编辑组

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先记住这三点

FCC 常见完整位错的 b 为 a/2〈110〉，主要在 {111} 面滑移，a 为晶格常数。一个位于 (111) 面内的示例反应为 a/2[1 −1 0] = a/6[2 −1 −1] + a/6[1 −2 1]。两个部分位错都属于 a/6〈112〉，矢量和与原 b 一致。

两条部分位错之间存在层错带。部分位错相互排斥的弹性作用与层错能缩小带宽的趋势竞争，形成一定分解宽度。较低层错能通常对应更宽的分解，但还要考虑位错性格、弹性各向异性和外应力；不能只读一张图就给出普适层错能。

层错是局部堆垛次序偏离，孪晶则具有特定的两侧取向关系。连续层上的部分位错活动可能参与孪生，但并非所有层错都形成孪晶，也不是所有细条纹都能命名为孪晶。需要衍射、取向关系与合适的像共同确认。

有序析出相被位错切过时还可能产生反相畴界，其能量与普通层错不同。配对位错或超位错能与恢复有序性有关。因此讨论“位错被某个面缺陷束缚”时，要说清面缺陷究竟是层错、反相畴界还是相界。

BCC 常见 b 为 a/2〈111〉，可在与该方向相容的 {110}、{112}、{123} 等面族讨论滑移，但实际激活取决于温度、加载和材料。螺位错核心具有非平面特征，其运动不能照搬 FCC 宽层错带的描述。

低温或较高应变速率下，螺位错扭折对形核与运动常成为速率控制环节。滑移行为可能受不直接做滑移功的应力分量影响，出现非 Schmid 效应。只按最大 Schmid 因子选择滑移系可能漏掉重要物理。

HCP 中需区分 a 型滑移与具有 c 轴分量的 c+a 型滑移，常涉及基面、柱面和锥面。以四指数记号写方向时要保持约定一致；不同材料、轴比和温度下，各类滑移的临界应力并不相同。

当易动滑移模式不足以协调给定形变时，其他滑移或孪生可能参与。研究钛、镁等材料时，应先确定相、取向和加载方向，再用滑移迹线、TEM 与晶体塑性模拟互证，不能把 FCC 的等效各向同性经验直接套入。

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