Контрольные вопросы

1. Дайте определение дислокации.

2. Объясните наиболее простой способ введения дислокации в кристалл.

3. Дайте понятие критически скалывающего напряжения.

4. Укажите расположение линии краевой дислокации по отношению к касательному напряже­нию.

5. Объясните механизм скольжения краевой дислокации.

6. Объясните, почему скольжение дислокации называют консервативным движением.

7. Укажите, по какой плоскости происходит скольжение краевой дислокации.

8. Дайте определение механизма переползания краевой дислокации.

9. Объясните, какие факторы влияют на скольжение краевой дислокации.

10. Объясните, какие факторы влияют на переползание краевой дислокации.

Объясните варианты положительного и отрицательного переползания краевой дислока­ции.

11. Объясните, почему переползание относят к диффузионному процессу.

12. Дайте понятие порога на линии дислокации.

13. Укажите отличия положительной и отрицательной краевой дислокации.

14. Укажите, в каком направлении по отношению к касательному напряжению скользит винто­вая дислокация.

15. Объясните, может ли скользить смешанная дислокация.

Лекция 10. Количественные характеристики дислокаций План лекции

1. Призматические дислокации

2. Вектор Бюргерса дислокаций

3. Плотность дислокаций в кристаллах

10.1. Призматическая дислокация

На рис. 10.1 показан результат вдавливания пуансона прямоугольного сечения в боковую грань кристалла. Сдвиг проходил по четырем плоскостям: А'АВВ', В'ВСС' и т. п.

Рис. 10.1 призматическая дислокация в результате вдавливания пуансона в кристалл

Четырехугольник ABCD — граница зоны сдвига внутри кристалла, т. е. он является дислокацией. Вектор сдвига перпендикулярен линии дислокации и, следовательно, отрезки АВ, ВС, CD и DA — это краевые дислокации. При другой форме вдавливаемого пуансона дислокационная петля может иметь форму шестиугольника, круга, овала и др. Так как вектор сдвига, создавшего дислокацию, не лежит в плос­кости дислокационной петли, то дислокация не может скользить в этой плоскости. Любая дислокация может скользить только по поверхности, содержащей и дислокационную линию, и вектор сдвига. Если дислокационная петля имеет форму многоугольника, то поверхность скольжения представляет собой боковую поверхность призмы. Такое скольжение называют призматическим, а соответствующую дислокацию с краевой ориентацией по всей ее длине — призматической дислокацией. Впоследствии призматическими стали называть дислокационные петли с любым отличным от нуля углом наклона вектора сдвига к плоскости петли. Если дислокационная петля имеет форму круга и, следовательно, поверхность ее скольжения цилиндрическая, то и дислокацию и ее скольжение все равно называют призматическими.

Рис. 10.2. Строение кристалла в области призматической дислокационной петли, являющейся границей плоского горизонтального скопления меж-узельных атомов АВ

Призматическая дислокация — не обязательно результат сдвига. Она может появиться при формировании внутри кри­сталла атомной экстраплоскости в виде многоугольника (ABCD на рис. 10.2) или круглого диска. Это наблюдается при ядерном облучении металлов, когда образовавшиеся в избытке межузельные атомы образуют плоские скопления. Схема сечения кристалла через такую экстраплоскость из межузельных атомов показана на рис. 10.3.

Другой весьма часто встречающийся механизм образования призматических дислокационных петель — скопление («конденсация») закалочных вакансий в виде вакансионных дисков на определенных' кристаллографических плоскостях (рис. 10.3, а). При превышении некоторого критического диаметра такой «диск пустоты» самоустраняется сближением его берегов под действием сил межатомного притяжения (рис. 10.3,6). Это явление называют захлопыванием диска вакансий. Кромка захлопнувшегося вакан-сионного диска представляет собой петлю призматической дислокации.

В своей плоскости призматическая дислокационная петля способна передвигаться только переползанием. Например, на рис. 10.3 петля будет сужаться при «растворении» кромок диска АВ, т. е. при уходе межузельных атомов, из которых состоит диск, в окружающий объем кристалла. На рис. 10.3, б призматическая петля сужается, наоборот, при подходе атомов, достраивающих изнутри вакансионные стоки рядом с призматической дислокацией. Переползание может свести призматическую петлю в точку, т. е. устранить ее. При неравновесном же избытке вакансий в решетке на рис. 3, б призматическая петля будет увеличиваться в диаметре из-за подхода к ней вакансий.

Рис. 10.3. Кристалл с расположенным в горизонтальной плоскости вакансионным диском (а) и после захлопывания этого диска, приведшего к образованию призматической дислокационной петли ВС (б)