ДИСЛОКАЦИИ И ДИСКЛИНАЦИИ

Плотность дислокаций в электролитических осадках часто бывает очень высокой, достигая значений N = 1015 — 1016 м~2. Эта величина больше, чем в сильно деформированных (наклепанных) и закаленных металлах, и близка к величинам, при которых металл может превратиться в порошок.

Плотность дислокаций — это суммарная длина линий дислокаций в единице объема материала, или, что эквивалентно, среднее число пересечений дислокациями единицы площади секущей плоскости. Особенно высока плотность дислокаций в осадках, полученных при высоких перенапряжениях.

Дислокации оказывают определяющее влияние на механические свойства металлов: на твердость, пластичность и прочность (в меньшей степени — на электрические свойства).

В зависимости от природы металла и перенапряжения, а также от стадии роста, имеют место различные механизмы возникновения дислокаций.

При самых низких перенапряжениях (1 мВ) может наблюдаться рост на дислокациях, присутствующих в основе или в предварительно осажденном слое. При увеличении перенапряжения количество активных дислокаций такого рода возрастает; особенно легко идет рост на винтовых дислокациях. На более поздних стадиях роста новые дислокации возникают на границах некогерентных областей. При небольшой разнице в константах решетки основы и осадка на их границе могут возникать дислокации несоответствия. Источником дислокации может быть и адсорбированная посторонняя частица. В результате в целом возникает сложная общая картина, в которой основную роль (при малых перенапряжениях) играют унаследованные от подложки или возникшие на ней в первый момент дислокации.

При перенапряжениях порядка десяти и более милливольт начинаются процессы нуклеации, что приводит к образованию новых межзе- ренных границ, многие из которых имеют дислокационное строение. Чем выше перенапряжение, тем больше образуется зародышей и тем выше плотность дислокаций.

Образование новых дислокаций может зависеть от соосаждения примесей. Кристалл часто растет полиатомными пачками, образующими тонкие пластины; в таких случаях наблюдается неравномерное распределение примесей, так как их адсорбция и включение происходят прежде всего на внешней поверхности пачки, контактирующей с раствором. Градиенты концентрации приводят к появлению сдвиговых напряжений и генерации ряда винтовых дислокаций. Вообще говоря, включение посторонних атомов — металлов и водорода — является причиной локальных изменений константы решетки, что приводит к возникновению напряжений и генерации дислокаций.

Еще одним источником дислокаций являются вакансии. Избыточные точечные дефекты могут образовывать дискообразные скопления, которые при некотором критическом размере «схлопываются» с возникновением дислокационной петли. Такие петли часто наблюдаются в высокочистых металлах, в то время, как в сплавах вакансии предпочтительно связываются с атомами второго компонента.

Если большая часть дислокаций образует границы зерен, то их плотность можно оценить как

N*3n/D2, (14.8)

где D — размер зерен, а п имеет порядок единиц (число дислокаций на одну грань).

О дисклинациях в электролитических осадках сведений немного. Их особенность состоит в следующем. В то время, как дислокация характеризуется вектором Бюргерса Ъ (смещение вдоль решетки при круговом обходе линии дислокации), дисклинация описывается ее угловым инкрементом ш (вектор Франка). Это эквивалентно удалению сектора с таким углом из цилиндра с последующим соединением краев. В результате может, например, произойти переход от симметрии 6-го порядка к 5-му. Таким образом, нередко наблюдаемые в электролитических осадках металлов пентагональные кристаллы могут быть обусловлены наличием дисклинаций [11].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >