Движение дислокации

Существует два вида движения дислокаций: скольжение и переползание.

Скольжение дислокаций - процесс периодического ослабления и восстановления связей в ядре дислокации. Плоскость скольжения должна содержать линию дислокации и вектор Бюргерса. Краевая дислокация может скользить только водной плоскости скольжения. Любая плоскость, содержащая линию дислокации, является плоскостью скольжения для винтовой дислокации.

Система скольжения = плоскость скольжения + направление скольжения.

Переползание дислокаций - это движение краевой дислокации в направлении перпендикулярном как линии дислокации, так и вектору Бюргерса. В результате переползания дислокации происходит образование или исчезновение точечных дефектов (вакансий или межузельных атомов).

Плотность дислокаций

Количественной мерой содержания дислокаций в кристалле является плотность дислокаций, определяемая как общая длина дислокационных линий в единице объема. Единица измерения - 1/м2.

Р=Т' (81)

В таблице 17 приведены характерные значения плотности дислокаций.

Таблица 17. Характерные значения плотности дислокаций

Характеристика кристалла

Плотность дислокаций, 1/м2

Бережно выращенный монокристалл высокой чистоты

<107

Оттоженный монокристалл

108 - 1О10

Оттоженный поликристалл

ю11 - ю12

Металл после холодной деформации

1015 - 1016

Пример.

Задание

Оптические наблюдения показали, что в результате сдвиговой деформации кристалла на его поверхности образовались ступеньки высотой 10 мкм, расстояние между ступеньками равно 100 мкм.

Определите величину деформации сдвига, если сдвиг осуществлялся перпендикулярно поверхности кристалла. Предполагая, что ступенька образуется в результате движения дислокаций в одной плоскости скольжения, определите число дислокаций вышедших на поверхность, необходимых для образования одной ступеньки, если вектор Бюргерса дислокации перпендикулярен поверхности и равен 5 ? 1О-10 м.

Последовательность решения задачи

В результате образования и движения дислокаций в кристалле происходит его деформация. Ступеньки на поверхности кристалла образуются в результате выхода дислокаций. Выход каждой дислокации увеличивает высоту ступеньки на величину вектора Бюргерса дислокации. Таким образом, зная высоту образовавшихся в результате деформации ступенек, мы можем легко найти количество дислокаций, вышедших на поверхность в результате деформации кристалла

Такое огромное количество дислокаций образуется в одной плоскости скольжения в результате работы дислокационного источника, например источника Франка-Рида. Источником Франка-Рида может являться любой сегмент дислокационной линии, имеющий прочные точки закрепления на концах. Источник Франка-Рида может генерировать бесконечное число дислокационных петель, которые расширяясь, выходят на поверхность кристалла. Величину деформации сдвига находим, поделив высоту ступеньки и расстояние между ступеньками

i io Л .

у = - = — = 0,1.

7 ? 100

Локализация пластической деформации в определенной плоскости скольжения связано с действием источника Франка-Рида.

Задачи для самостоятельного решения

  • 1. Какой вектор Бюргерса будут иметь полные дислокации в кристаллах, имеющих структуру: Си, а — Fe, CsCl, NaCl.
  • 2. В решетках с неплотной упаковкой скольжение часто происходит по плоскостям нескольких семейств. Известно, что в а — Fe скольжение дислокаций происходит по первым двум семействам наиболее упакованных плоскостей, содержащих вектор Бюргерса. Перечислить семейства скольжения в а — Fe. Указать число систем скольжения (система скольжения = вектор Бюргерса (направление скольжения) + плоскость скольжения) в каждом семействе.
  • 3. Краевая дислокация в решетке ОЦК лежит в плоскости (110). Указать возможные направления оси дислокации. Изобразить положение оси в решетке.
  • 4. Является ли дислокацией цепочка вакансий, замкнутая в петлю. Ответ обоснуйте.
  • 5. В кристалле с плотностью дислокаций р = 109 см'2 есть избыток вакансий Дс = 1 ? 10-4. Каково среднее перемещение дислокаций х при их стоке на дислокации, если считать все дислокации краевыми?
  • 6. В результате облучения бездислокационного кристалла меди быстрыми нейтронами в нем образовались призматические дислокационные петли с р = 109 см'2 и имеющие радиус ОД мкм. Призматические петли образовалисю в результате поглощения избыточных вакансий. Определите число образовавшихся в результате облучения вакансий, предполагая, что все призматические петли имеют одинаковый размер. Кристалл имеет форму куба с ребром 1 мм.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >