Дислокации в кристаллах и их наблюдение. Иванов К.Н. - 2 стр.

планарных дефектов в монокристаллах прежде всего называют              таких вариантов взаимного расположения дислокаций иногда
границы между зернами или мозаичными блоками, в том числе, между       называют "дислокационной силой".
мозаичными блоками с малыми углами взаимной разориентировки.                 Подобное расположение краевых дислокаций осуществляется,
      Фактически планарными дефектами являются и полосы скольже-       как правило, в области границы двух слоев монокристалла с малым
ния (плоскости скольжения), образующиеся при пластической дефор-       углом разориентировки (рис.3). Основным свойством дислокаций
мации кристалла.                                                       является их легкая подвижность под действием приложенных к
      Существуют две простые модели дислокаций: краевая дислока-       кристаллу механических напряжений, что и служит причиной
ция и винтовая дислокация. Каждая из этих моделей является упро-       пластической деформации кристаллов.
щенной картиной искажений, распределенных вдоль некоторой линии,             В случае краевой деформации различают два типа движения:
называемой ядром дислокации. Реальная дислокация по характсру          скольжение и восхождение или переползание.
механических напряжений в ядре может быть и смешанной, т.е. час-             Скольжение осуществляется при весьма малых напряжениях, в
тично краевой и частично винтовой.                                     то время как восхождение требует больших усилий, связанных с
                                                                       образованием при такой перемещенной дислокации вакансий или
      Ядро краевой дислокации отождествляется с полем                  внедренных атомов.
механических      напряжений,    возникающих     в   области    края         Движение (скольжение) дислокации в объеме кристалла рассмат-
незавершенной кристаллографической плоскости, пересекающего            ривается часто как будто оно происходит в непрерывной однородной
кристалл или слои кристалла по некоторой линии от его поверхности      среде без учета периодичности решетки. Усилие, действующее на каж-
до другой (рис. 2).                                                    дый сантиметр длины дислокационной линии в напряженном
      Винтовая дислокация является несколько более сложным             деформируемом кристалле, можно вычислить, используя схему,
нарушением порядка, чем краевая. Характер нарушений можно              приведенную на рис.4.
представить схематически с помощью рнс.1. Если идеальный кубик               Если краевую дислокацию, перпендикулярную плоскости черте-
кристалла надрезать мысленно на некоторую глубину и внешние края       жа, переместить с левого края кристалла на правый край, то кристалл
разреза сдвинуть на одну элементарную трансляцию в                     изменит форму. Очевидно, что работа деформации кристалла равна в
противоположных       направлениях    в    плоскости   разреза,   то   данном случае работе по перемещению одной дислокации. Отсюда на-
образовавшееся искажение с линейным (протяженным) ядром у              ходим:
внутреннего края надреза и будет представлять собой винтовую                                       Адеф = Аперем , где
дислокацию. Атомы в этой области расположены на единой
геликсоидальной поверхности.                                                    Адеф = σ ⋅ l ⋅ b (сдвиговое усилие, умноженное на величину
      Тип дислокации и ее кратность принято характеризовать векто-     сдвига);
ром Бюргерса, который определяет величину и направление механиче-
ского сдвига, связанного с образованием данной дислокации или дис-
                                                                             Аперем - сила, действующая на дислокацию, умноженную на путь
локационной петли. Для краевой дислокации свойственно взаимно          дислокации = F ⋅ l (сила, действующая на дислокацию, умноженную
перпендикулярное направление вектора Бюргерса и линии дислокации,      на         путь        перемещения         дислокации).        Отсюда:
для винтовой – взаимно параллельное направление.
      Как винтовым, так и краевым дислокациям условно
                                                                       σ ⋅ l ⋅ b = F ⋅ l ; F = σ ⋅ b где σ- напряжение сдвига в монокристалле,
                                                                            2            2


приписывают знак, т.к. поля напряжений дислокаций могут                l - размер ребра кубика кристалла, b- вектор Бюргерса, F-сила,
складываясь усиливаться, ослабляться, а иногда и полностью             действующая на единицу длины дислокационной линии.
компенсировать друг друга.                                                   Множественный npoцecc такого типа соответствует пластическо-
      Дислокации      даже    одного    знака   при   определенном     му течению кристалла по определенной плоскости скольжения. Как
упорядоченном друг относительно друга расположении могут               правило, в результате такой деформации в плоскости скольжения оста-
значительно ослабить поля своих механических напряжений. Один их       ется значительное количество ядер краевых дислокаций, связанных с