Калин Б.А. Физическое материаловедение. Том 1. Физика твердого тела
Подождите немного. Документ загружается.
лы A и D структурно эквивалентны. Так как вектор Бюргерса рас-
сматриваемых дислокаций равен сумме векторов
с и а, то их назы-
вают (
с + а)-дислокациями. Вектор Бюргерса в кристаллографиче-
ских индексах 1/3
3121.
4. Частичные скользящие дисло-
кации Шокли с векторами Бюргерса
Аσ, Вσ и Сσ, находящимися в ба-
зисной плоскости. Их обозначают
как р или 1/3
0101 -дислокации.
5. Частичные сидячие дислока-
ции Франка с векторами Бюргерса
σS и σT, перпендикулярными ба-
зисной плоскости. Их обозначают
как
c/2 или 1/2 0001 -дислокации.
6. Частичные сидячие дислокации
Франка с векторами Бюргерса AS,
DS, CS, AT, BT и CT. Их называют
(
с/2 + р)- или 1/6 3202 -дислокаци-
ями. Точки А и S
отвечают положе-
Рис. 2.89. Элементарная ячейка
ГПУ структуры со стандартной
бипирамидой
ниям атомов (узлов) в соседних гексагональных сетках, но эти узлы
структурно неэквивалентны и, следовательно, векторы типа AS не
являются векторами тождественной трансляции решетки.
В табл. 2.8 и 2.9 приведены основные сведения о рассматривае-
мых дислокациях в ГПУ структуре.
Используя стандартную пирамиду, рассмотрим несколько дис-
локационных реакций.
Реакция расщепления в базисной плоскости полной дислокации
на две частичные дислокации Шокли АВ = Aσ + σS уже была рас-
смотрена ранее.
Полная дислокация AD также может диссоциировать на частич-
ные: AD = АS + SD, или 1/3
[
]
3121
= 1/6
[
]
3202
+ 1/6
[
]
2032
. Эта ре-
акция энергетически выгодна, так как 11а
2
/3 > (а
2
+ а
2
). Диссоциа-
ция по указанной реакции приводит к образованию сидячих дисло-
каций Франка, т.е. к закреплению скользящей дислокации.
301
Таблица 2.8
Характерные полные дислокации в ГПУ структуре
Тип Полные
Вектор Бюргерса
Квадрат вектора
Бюргерса
1/3
< 0121 >
а
2
<0001>
8а
2
/3
< 3121 >
11а
2
/3
Таблица 2.9
Характерные частичные дислокации в ГПУ структуре
Частичные Тип
Шокли Франка
Вектор Бюргерса
Квадрат вектора
Бюргерса
*
1/3<
0101
>
а
2
/3
1/2< 0001 >
2
а
2
/3
1/6
<
3202
>
а
2
*
При с/а =
3
8
= 1,633.
Дислокационные реакции в ОЦК структуре. Для ОЦК струк-
туры не предложено простого векторного построения, которое ана-
логично тетраэдру Томпсона, могло бы помочь проанализировать в
наглядной форме все дислокационные реакции. Дислокации в ОЦК
структуре могут скользить в плоскостях {110} и {112}. Рассмотрим
для примера дислокационные реакции в плоскости {110}. Две пол-
ные дислокации а/2〈111〉, скользящие в плоскостях {110}, при встре-
че объединяются, образуя полную дислокацию. Такое объединение
энергетически выгодно, так как
(а
3 /2)
2
+ (а 3 /2)
2
> а
2
.
Если встречающиеся дислокации а/2
111 скользят в одной
плоскости, то образующаяся дислокация а
100 может скользить в
той же плоскости. Например (рис. 2.90):
а/2
[
]
)011(
111+ а/2
[
]
)011(
111 = а
[
]
)011(
001 .
302
Рис. 2.90. Векторы Бюргерса
единичных дислокаций
а/2 111
и
а 100 в ОЦК структуре
В том случае, когда дислокации а/2〈111〉 скользят во взаимно
перпендикулярных плоскостях {110}, образующаяся при их встре-
че дислокация а
100 может скользить только в плоскости {100} и
поэтому служит барьером для других дислокаций а/2〈111〉, сколь-
зящих во взаимно перпендикулярных плоскостях {110}. Допустим,
что дислокация а/2
[
]
111 скользит в плоскости (1 10), а дислока-
ция а/2
[
]
111 – в плоскости (110) (рис. 2.90). Эти дислокации могут
встретиться только на линии пересечения плоскостей (1
10) и
(110), т.е. на прямой [001], где и возникает дислокация с вектором
Бюргерса а
[
]
001
:
а/2
[
]
111 + а/2
[
]
111 = а
[
]
001.
Поскольку вектор Бюргерса образовавшейся дислокации а
[
]
001
перпендикулярен линии [001], то дислокация а
[
]
001
является крае-
вой. Она может скользить только в плоскости (010). В этом случае
дислокация а
[
]
001
может быть эффективным барьером для дисло-
каций а/2
[
]
111 и а/2
[
]
111, скользящих, соответственно, в плоско-
стях (1
1 0) и (110).
В заключение в табл. 2.10 и 2.11 приведены сведения о всех рас-
смотренных характерных дислокациях в ОЦК структуре.
303
304
Таблица 2.10
Характерные полные дислокации в ОЦК структуре
Тип Полные
Вектор Бюргерса
Квадрат вектора Бюргерса
а/2<111> а<100> а<110>
3
а
2
/4 а
2
2а
2
Таблица 2.11
Характерные частичные дислокации в ОЦК структуре
Тип Частичные
Вектор Бюргерса
Квадрат вектора
Бюргерса
а/8<110> а/6<111> а/4<111> а/3<111> а/4<112> а/3<112>
а
2
/32 а
2
/12 3а
2
/16 а
2
/3 3а
2
/8 2а
2
/3
Контрольные вопросы
1. Что такое точечные дефекты?
2. Что такое энергия образования точечного дефекта?
3. Как энергия образования вакансии связана с температурой плавле-
ния?
4.Что больше – энергия образования вакансии или энергия межатом-
ной связи?
5. Как оценить значение энергии образования вакансии, если известно
значение теплоты сублимации?
6. Какой точечный дефект, вакансия или межузельный атом, создает
большие искажения кристаллической решетки?
7. В какой кристаллической структуре точечный дефект создает боль-
шие искажения – в ГЦК или ОЦК структуре, и почему?
8. Какой из двух точечных дефектов, вакансия или межузельный атом,
обладает большей подвижностью?
9. Что больше – вероятность перескока атома в соседнюю вакансию
или вероятность перескока вакансии в соседний узел?
10. Что такое самодиффузия?
11. Что больше: энергия активации миграции вакансии или энергия ак-
тивации самодиффузии?
12. Почему энергия образования двух изолированных вакансий больше
энергии образования дивакансии?
305
13. В чем заключается физический смысл энергии связи вакансии в
дивакансии?
14. Какой дефект более подвижен: вакансия или дивакансия?
15. Что такое равновесная концентрация вакансий?
16. Как равновесная концентрация вакансий связана с равновесной
концентрацией дивакансий?
17. Опишите механизм Шоттки образования вакансий.
18. Что является источником и стоком точечных дефектов?
19. Какие методы анализа кривых отжига точечных дефектов вы знаете?
20. Какие способы получения высокой концентрации точечных дефек-
тов вы знаете?
21. Что такое краевая и винтовая дислокации?
22. Назовите основные свойства дислокаций?
23. Что такое системы скольжения?
24. Чем отличаются движения краевой и винтовой дислокаций?
25. Как относительная деформация и скорость деформации зависят от
плотности дислокаций?
26. В чем принципиальное отличие поля напряжения краевой дислока-
ции от поля напряжения винтовой дислокации?
27. Что определяет выражение Пича–Келлера?
28. Что такое скопление дислокаций?
29. Что такое стенка дислокаций?
30. Какое расположение дислокаций (стенка или скопление) является
наиболее энергетически выгодным?
31. Что такое дисклинация?
32. Какая дислокация, краевая или винтовая, взаимодействует с точеч-
ными дефектами?
33. Что такое атмосферы Коттрелла?
34. Что такое источник Франка–Рида?
35. Что такое полные и частичные дислокации?
36. Что определяет энергетический критерий Франка?
37. В чем принципиальная разница между частичными дислокациями
Шокли и Франка?
38. Что такое дефект упаковки?
39. Что такое барьер Ломмер–Коттрелла?
40. Что такое тетраэдр Томпсона и стандартная бипирамида?
306
Список использованной литературы
1. Новиков И. И., Розин К. М.. Кристаллография и дефекты кристалличе-
ской решетки. – М.: Металлургия, 1990. – 231 с.
2. Штремель М. А.. Прочность сплавов. Ч. 1, Дефекты решетки. – М.:
Металлургия, 1982. – 277 с.
3. Ван Бюрен. Дефекты в кристаллах. – М.: Изд-во иностр. литер.,
1962. – 346 с.
4. Вопросы теории дефектов в кристаллах.//Сборник научных трудов. –
М.: Наука, 1987. – 176 с.
5. Трушин Ю. В. Физическое материаловедение. – СПб.: Наука, 2000. –
286 с.
6. Дамаск А., Динс Дж. Точечные дефекты в металлах. – М.: Мир,
1966. – 291 с.
7. Келли А., Гровс Г. Кристаллография и дефекты в кристаллах. – М.:
Мир, 1974. – 496 с.
8. Фридель Ж. Дислокации. – М.: Мир, 1967. – 627 с.
9. Орлов А. И. Введение в теорию дефектов в кристаллах. – М.: Выс-
шая школа, 1983. – 144 с.
10. Коттрел А. Теория дислокаций. – М.: Мир, 1969. – 95 с.