книги из ГПНТБ / Троицкий О.А. Радиация и прочность твердых тел

эффектов с поверхностью Ферми в металле. Не исключе­ но, что это обстоятельство отразится на количественной стороне явления. Поскольку в металле электрически ак­ тивны не все электроны, а лишь те, которые обладают близкой к энергии Ферми, представляет особый интерес сопоставить величину этого явления в металлах с раз­ личной энергией Ферми, а т а к ж е в металлах с примерно одинаковой энергией Ферми, но с резко различной топо­ графией Ферми — поверхности.

§ 4. Некоторые дополнительные механизмы радиационномеханического эффекта

1. Во время облучения может интенсироваться дея­ тельность существующих источников дислокаций за счет разблокировки ранее отпочкованных петель дислокаций

иснятие таким образом обратных запирающих напря­ жений.

2.При облучении, кристалла энергичными частицами, особенно при низких температурах, кристаллическая ре­ шетка выступает в качестве собирательной линзы, каналирующей энергию налетающих частиц в плотных на­ правлениях по различным механизмам и увеличивающей вероятность выбивания атомов на линиях дислокациях. Это, как указывалось, должно приводить к эффекту жесткого закрепления дислокаций, особенно при облу­ чении вдоль плотных направлении решетки, когда веро­ ятность процессов фокусирования -атомных столкновений

иканалирования резко возрастает. Смещение атомов в районе дислокации обратно пропорционально ширине дислокации (напомним, что под шириной дислокации подразумевается зона на плоскости скольжения, в пре­ делах которой атомы смещаются от своего нормального, положения более, чем на половину параметра решетки). Очевидно, с узкими дислокациями связано смещение в

причинам облучение скорее отразится на скорости широ­ ких дислокаций, чем узких. Вместе с тем надо иметь в виду, что с широкими дислокациями связана меньшая энергия смещения атомов. Энергетический потенциаль­ ный барьер уменьшается с увеличением ширины дисло­ каций. Учитывая то, что сопротивление движению дисло-

каций сильно зависит от ее ширины (уменьшение ширины в два раза приводит к увеличению напряжений для про­ движения дислокаций на несколько порядков), следует

Широкие дислокации в большей мере, чем узкие, под­ вержены действию облучения еще по тем причинам, что они имеют небольшую скорость движения атомов в цент­ ре дислокации.

3. Из теории дислокаций известно, что с увеличением скорости движения дислокаций ширина ее уменьшается. Следовательно, при увеличении скорости деформирова­ ния кристалла дислокации становятся более узкими. По­ скольку доля охваченных действием облучения атомов не изменяется, то можно ожидать,- что радиационно-меха- нический эффект при возрастании скорости деформиро­ вания будет уменьшаться. Это справедливо применитель­ но к I области скоростного графика (графика зависимости скорости движения дислокаций от напря ­

обратными. Действительно, в случае фононной вязкости максимум влияния облучения на фононные механизмы рассеяния энергии дислокации можно ожидать при боль­ ших скоростях нагружения кристаллов. Это вытекает из предыдущих рассуждений относительно области макси­

ударного или импульсного нагружения кристаллов. Вто­ рой вывод — на величине эффекта изменения фононной вязкости, безусловно, должна отразиться природа бом­ бардирующих частиц. Частицы, вызывающие тепловые треки в решетке, при прочих равных условиях должны повышать эффективную вязкость кристалла. Третий вы­ вод — поскольку механизм фононной вязкости опреде­ ляется скоростью восстановления равновесия между вет­ вями фононного спектра с различными направлениями движения фононов, не исключена возможность наличия полярности радиационно-механического эффекта, кото-

рый будет заключаться в различном изменении сопро­ тивления пластическому деформированию облучаемых кристаллов при движении частиц — навстречу или вслед дислокациям. Связанный с этим различный вклад облу­ чения в механизм фононной вязкости приведет к соот­ ветствующему изменению скоростей движения дислока­ ций.

4 Рассмотрим три атома вблизи центра дислокации. На рис. 32 атом Л лежит выше плоскости скольжения. Атом

Р и с. 32. Участок кристаллической решетки с дислокацией.

находится в нестабильном положении, т. к. он одновремен­

быстрыми частицами, причем двумя способами вдоль плос­ кости скольжения и перпендикулярно к ней, то возможны

.следующие процессы. При облучении вдоль плоскости сколь­ жения, которая обычно бывает набором плотнодискованных

ет цепочки фокусирующихся столкновений вдоль плотных рядов атомов, которые в свою очередь, встречаясь с лини­ ей дислокации, увеличивают энергию ядра дислокации, вы­ зывая в благоприятных условиях возрастание подвижности дислокации. Точечные дефекты, которые могут возникнуть при пересечении линий дислокации фокусирующимися уда­ рами, в данном случае также могут сыграть существенную роль. Искажения решетки затрудняют движение дислока­ ции, поэтому если направление движения дислокаций было противоположным направлению полета частиц, го можно ожидать некоторое затруднение движению дислокаций за счет дефектов, возникающих в районе атома L . Если ж е движение дислокаций совпадает с направлением полета час­ тиц, то поврежденная зона будет преимущественно оставать­ ся в той части кристалла, где дислокация уже прошла и тогда облучение не затормозит существенно движение дис­ локации.

5 Сопротивление движению дислокаций имеет наиболь­ шую величину, когда дислокация расположена в направле­

Пусть -»ра будет углом между плотными направлениями ре­ шетки и средним направлением дислокаций. Криволинейный участок называется перегибом дислокации. Минимальному

перемещение дислокации по нормали к самой себе. Участ­

33).

В связи с упоминанием по­

мающая сила порядка об, которая будет влиять на судьбу появляющихся при облучении точечных дефектов по у ж е описанным ранее механизмам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Таким образом, мы имеем дело со сложными явле­ ниями . Процессы упрочнения часто подавляются разу­ прочнением. Например, наряду с радиационным упроч­ нением металла может проявляться радиационное

шетке при облучении и соответствующих изменений" макроскопических свойств. Наиболее актуальной станов вится проблема детального изучения микроскопических механизмов, л е ж а щ и х в основе взаимодействия излуче­ ния с веществом, особенно взаимодействия частиц с ре­ альной структурой как в статическом, так и динами­ ческом состоянии.