2.4.1. Краевая дислокация

 Представление о краевой дислокации можно получить из рассмотрения относительно простой модели. На рис. показан параллелепипед, верхняя часть которого сдвинута относительно нижней на одно межатомное расстояние. При этом зафиксировано положение, когда сдвиг охватил лишь часть плоскости скольжения. Здесь ABCD - участок плоскости скольжения, в котором произошел сдвиг, АВ - граница этого участка. 

На рис для случая простой кубической решетки показан разрез параллелепипеда по атомной плоскости, перпендикулярной линии АВ на рис.2.4. Как видно, в верхней части кристалла находится неполная атомная плоскость, не имеющая продолжения в нижней половине кристалла. Такую полуплоскость (ее называют экстраплоскостью) можно рассматривать как лишнюю неполную плоскость, "втиснутую" в кристалл. Непосредственно вблизи края экстраплоскости решетка сильно искажена. Выше края решетка оказывается сжатой, а ниже - растянутой. Атом, расположенный на самом крае полуплоскости, имеет меньше соседей, чем атом, находящийся внутри совершенного участка решетки. Таким образом, вдоль края экстраплоскости тянется область несовершенной решетки.

Краевая дислокация AB в кристалле. Краевая дислокация в решетке простого куба

Стрелкой показано направление

сдвигового напряжения

Краевая дислокация ab в кристалле

Область несовершенного кристалла вокруг края экстраплоскости называется краевой дислокацией. При этом дислокация представляет собой границу зоны сдвига, отделяющую ту часть плоскости скольжения, где сдвиг уже прошел, от той части, где он еще не начинался. При макроскопическом рассмотрении такая граница зоны сдвига внутри кристалла является геометрической линией (АВ на рис.), а при микроскопическом - областью несовершенства решетки. Причем протяженность в одном направлении этого дефекта такая же, как и длина края полуплоскости. В плоскости, перпендикулярной дислокационной линии, область рассматриваемого несовершенства имеет малые размеры - около 2-10 атомных диаметров. Следовательно, краевая дислокация относится к типу линейных дефектов. Можно представить, что данная область несовершенства находится внутри своеобразной трубы, осью которой является край экстраплоскости. Вне этой трубы строение кристалла близко к идеальному, а внутри (в так называемом ядре дислокации) решетка сильно искажена. 

Лишняя полуплоскость может находиться выше и ниже плоскости скольжения, в первом случае дислокацию условно принято называть положительной, а во втором - отрицательной. Обе дислокации обозначаются специальными значками - соответственно  и Т. Положительные и отрицательные дислокации движутся по плоскости скольжения в противоположных направлениях, создавая сдвиг одного и того же знака. 

Контур и вектор Бюргерса. Контур Бюргерса представляет собой замкнутый контур, проведенный в кристалле в области неискаженного материала и охватывающем линейный дефект решетки. На рис. а показано построение этого контура в совершенном кристалле, не имеющем дислокацию. За исходную точку принят атом А. Строя контур, пройдем в кристалле от атома к атому. Двигаясь вниз на пять межатомных расстояний, в точке В повернем направо и пройдем такой же отрезок в пять шагов (до узла С), а затем поднимемся до узла D (вновь то же расстояние) и вернемся к исходному атому  А.  В результате такой процедуры получится замкнутый контур.

а б