8. Краевые и винтовые дислокации

Наиболее важным видом линейных дефектов являются дислокации, среди которых обычно различают краевые и винтовые дислокации.

Краевую дислокацию можно представить в виде края оборванной полуплоскости, которая расположена в верхней части идеального кристалла. Осью или линией краевой дислокации является край оборванной полуплоскости, который иногда называют экстраплоскостью.

Винтовая дислокация возникает при сдвиге на период решетки одной части кристалла относительно другой вдоль некоторой полуплоскости. Эта полуплоскость обозначена в виде заштрихованной части кристалла. Линия винтовой дислокации, отделяющая сдвинутую часть кристалла от несдвинутой, проходит по направлению АО, отделяя ту часть плоскости скольжения, где сдвиг уже произошел, от той части, где сдвиг еще не происходил.

Перемещение от атома к атому вокруг линии дислокации происходит вдоль винтовой линии, что указывает на происхождение термина винтовой дислокации. Видно, что линия краевой дислокации перпендикулярна вектору сдвига, тогда как линия винтовой дислокации параллельна ему.

9. Зависимость плотности дислокаций от степени деформации

Если чистый никель, деформировать в условиях одноосного растяжения при комнатной температуре со скоростью 10^-3 с^-1, то с увеличением степени деформации наблюдается постепенное увеличение плотности дислокаций.

На первом этапе увеличивается плотность однородно распределенных дислокаций от значений 10⁶ см^-2 до 10⁸ см^-2 .

На втором этапе образуются дислокационные скопления с плотностью дислокаций от 10⁸ см^-2 до 10¹⁰ см^-2.

На третьем этапе при деформациях е » 0,1 – 0,3 формируется слабо разориентированная ячеистая структура с появлением микрообластей (ячеек) разориентированных на углы q »0,1^о. Плотность дислокаций достигает величины 10¹¹ см-2 .

На четвертом этапе при деформациях е > 0,3 происходит образование фрагментированной структуры, в которой характеристики дислокационной структуры практически не меняются. Увеличиваются разориентировки соседних микрообластей с образованием субграниц имеющих углы разориентировки q > 1^о. Появляются границы зерен со значительными разориентировками q > 8-10^о.

Зависимость характеристик дислокационной структуры от величины пластической деформации: (а) средний размер зерен; (б) плотность дислокаций.

10. Вектор Бюргерса

Если делать обход по часовой стрелке вокруг линии дислокации из точки 1 в точку 5, то, очевидно, что контур оказывается разомкнутым. Чтобы замкнуть контур, его необходимо дополнить вектором, замыкающим разрыв. Этот вектор называется вектором Бюргерса и обозначается символом b.

Вектор Бюргерса винтовой дислокации параллелен линии дислокации, тогда как у краевой - перпендикулярен.

Полной дислокацией называется дислокация, имеющая величину вектора Бюргерса, в точности равную одному межплоскостному расстоянию.

Частичной дислокацией называется дислокация, в которой величина вектора Бюргерса не равна величине межплоскостного расстояния.