位错的基本类型和特征位错（Dislocation）是晶体材料中原子排列的线缺陷，对材料的力学性能（如强度、塑性、蠕变等）有决定性影响。位错的基本类型包括刃型位错、螺型位错和混合位错，每种类型的几何特征和运动方式不同。
1. 位错的基本类型(1) 刃型位错（Edge Dislocation）定义：晶体中多插入（或缺失）半个原子面，导致原子面在位错线处终止，形成刃状边缘。
特征：
位错线方向（l?l）：垂直于伯格斯矢量（b?b），即 l?⊥b?l⊥b。
伯格斯矢量（Burgers Vector）：表征晶格畸变的大小和方向，垂直于位错线。
滑移面：由位错线和伯格斯矢量共同确定（l?×b?l×b）。
运动方式：
滑移（Glide）：沿滑移面运动（需切应力作用）。
攀移（Climb）：垂直于滑移面运动（需空位或间隙原子扩散，高温下易发生）。
(2) 螺型位错（Screw Dislocation）定义：原子面沿位错线螺旋排列，形成螺旋状的晶格畸变。
特征：
位错线方向（l?l）：平行于伯格斯矢量（l?∥b?l∥b）。
伯格斯矢量：沿位错线方向。
滑移面：由于 l?∥b?l∥b，滑移面不，可在多个滑移系上运动。
运动方式：
滑移（Glide）：沿伯格斯矢量方向运动（需切应力）。
交滑移（Cross-slip）：在不同滑移面之间切换（如BCC金属中常见）。
(3) 混合位错（Mixed Dislocation）定义：位错线既不平行也不垂直于伯格斯矢量，而是呈一定角度，可分解为刃型分量和螺型分量。
特征：
位错线方向（l?l）：与伯格斯矢量（b?b）成任意角度。
伯格斯矢量分解：
b?=b?edge+b?screwb?edgebedge（刃型分量）：⊥l?⊥l。
b?screwbscrew（螺型分量）：∥l?∥l。
运动方式：兼具刃型和螺型位错的滑移特性，但攀移仍受扩散限制。
示例：实际晶体中的位错通常为混合型，如金属塑性变形时的弯曲位错线。
2. 位错的特征参数
参数刃型位错螺型位错混合位错位错线方向（l?l）⊥b?⊥b∥b?∥b与 b?b 成角度伯格斯矢量（b?b）垂直于 l?l平行于 l?l可分解为刃型和螺型分量滑移面不（可交滑移）由分量决定运动方式滑移 + 攀移滑移 + 交滑移滑移为主
3. 位错的观测与影响(1) 观测方法透射电子显微镜（TEM）：直接观察位错线。
X射线衍射（XRD）：通过衍射峰宽化分析位错密度。
蚀刻法：化学腐蚀后显微镜观察位错露头点。
(2) 位错对材料性能的影响强化机制：
位错缠结、林位错阻碍运动 → 提高强度（加工硬化）。
细晶强化（晶界阻碍位错运动）。
塑性变形：位错滑移是金属塑性变形的主要机制。
蠕变与疲劳：高温下位错攀移导致蠕变；循环载荷下位错积累导致疲劳裂纹。
4. 常见问题Q1：为什么刃型位错可以攀移，而螺型位错不能？刃型位错：攀移需要原子扩散（空位或间隙原子运动），与半原子面的增加或减少相关。
螺型位错：无额外半原子面，无法直接攀移，但可通过交滑移改变滑移面。
Q2：位错密度如何计算？ρ=位错线总长度晶体体积(单位：m?2)ρ=晶体体积位错线总长度(单位：m?2)典型退火金属：1010～1012?m?21010～1012m?2；冷变形金属：1015～1016?m?21015～1016m?2。
5. 总结刃型位错：l?⊥b?l⊥b，可滑移和攀移。
螺型位错：l?∥b?l∥b，可滑移和交滑移。
混合位错：兼具两者特性，实际材料中常见。
位错运动决定材料的塑性、强度和失效行为。