1tom - 0593.htm
и
оких темп-pax. Согласованное переползание системы Д. обеспечивает механизм дислокационно-диффузионного течения кристаллов.
Развитие пластич, деформации, связанное с перемещением Д., существенно определяется скоростью их движения (подвижностью) к интенсивностью образования (зарождения) подвижных Д. Подвижность Д. в предельно чистых и совершенных кристаллах зависит от характера сил межатомных связей, от взаимодействия с фонолами и электронами проводимости, (в металлах). Подвижность Д. в иеидсальных кристаллах уменьшается за сч╦т их взаимодействия друг с другом и с др. дефектами, к-рое приводит к торможению или застопо-рению движущихся Д. и вызывает упрочнение кристалла при деформирований. Но оно же приводит К возникновению новых Д., без чего невозможно обеспечить значит, пластич. деформацию. Если бы новые Д. не рождались в кристалле, то лластич. деформация прекратилась бы после выхода «а поверхность тела всех подвижных Д. При повышении внеш. напряжений интенсивность размножения Д. увеличивается, и ср. расстояния между Д. сокращаются. Возникает дислокационная структура, к-рая либо полностью препятствует движению Д. (тогда дальнейший рост нагрузки приводит к разрушению кристалла пут╦м зарождения и распространения микротрещин), либо прида╦т движению Д. кооперативный характер, обеспечивающий очень большие пластич. деформации (кристалл может перейти в состояние сверхпластичности),
Взаимодействие дислокации с дефектами кристаллической реш╦тки. Упругое взаимодействие Д. с точечными дефектами (примесными атомами и вакансиями) приводит к повышению концентрации последних вблизи оси Д. и образованию вокруг не╦ т. п. облаков Котрелла. Сгущение атмосферы Котрелла в перенасыщенных тв╦рдых растворах может привести к коагуляции примесей на Д. В прозрачных кристаллах это приводит к «декорированию» Д.,что делает их визуально наблюдаемыми (рис. 7). Осевшие на Д. примеси блокируют е╦ движение, как бы «пришпиливая» в нек-рых точках линию Д- В реальных условиях отрыв ог примесей является осн. механизмом преодоления пре-
избытке вакансий в кристалле (в процессе отжига или1 при облучении) может происходить их коагуляция в плоские дискообразные полости, после «захлопыванпя» к-рых образуются кольцевые краевые Д.
Д. взаимодействует с межзсренными границами в поликристаллах и со свободной поверхностью монокристалла (рис. 8, а). При выходе Д. на внеш. поверхность на последней образуется ступенька роста (рпе. 8, б), В распадающихся сплавах Д. взаимодействует с макроскопич. включениями новой фазы. Контактное взаимодействие с протяж╦нными дефектами может фиксировать нек-рые участки Д., изменяя характер е╦ движения: скользящая Д. «переползает» в др. параллельную плоскость скольжения, происходит поперечное скольжение в плоскост-и, наклон╦нной к исходной, возникают замкнутые петли Д., проявляющие себя как источники Д.
Дислокации и физические свойства кристаллов. Д. влияют в первую очередь на механич. свойства тв╦рдых тел (упругость, пластичность и прочность), дли к-рых их присутствие часто является определяющим. Упругие поля Д. изменяют оптнч. свойства кристаллов, на ч╦м основан метод наблюдения изолированных Д в прозрачных материалах (рис. 3). Т. к. упругие напряжения сравнительно легко вовлекают Д. в движение, то в случае интенсивных тепловых колебаний кристалла (см. Колебания кристаллической решетки) Д. периодически смещаются из своих равновесных положений и часть энергии колебаний ид╦т на их перемещение. Но т. к. движение Д. сопровождается опродол. торможением, то Д. рассеивают колебат. энергию, двеая ощутимый вклад во внутреннее трение в тв╦рдых толах.
Нарушение регулярности кристаллич. реш╦тки в ядре Д. приводит к тому, что в местах выхода линий Д, на внеш. поверхность тела хим. стойкость кристалла ослабляется и спец. реагенты способны разрушать. окрестность оси Д. В результате обработки поверхности кристалла таким травителем в местах выхода Д. образуются видимые ямки. Метод избират. травления является основным для непосрсдств. наблюдения отдельных Д. в массивных образцах непрозрачных материалов (рис. 9).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a
|
6
|
|
|
|
|
Ц
|
* у ш
|
|
|
|
|
i
|
I
|
|
|
|
1
u
|
,1
|
1?
|
|
|
|
|
%
Й
|
i
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. "7, Сетка дислокаций в кристалле
КС1, декорированных Ag (размер ячейки
порядка неск. мкм).
Рис. 8. Образование ступени роста при выходе дислокации на поверхность кристалла .
пятствий движению Д. (стопоров). При высоких темп-pax Д. преодолевает стопоры термоактивац. пут╦м, при низких темп-pax возможны процессы квантового туннелирования.
Взаимодействие с др. Д. может быть как упругим, так и контактным, когда при скольжении пересекается «лес» Д. разных ориентации. Пересечение двух разных систем порождает изломы на линиях Д., не способные к скольжению при том же характере внеш. нагрузки и перемещающиеся пут╦м переползания. В результате включается диффузионное взаимодействие Д, с точечными дефектами. В случае персползания большого числа участков Д. в кристалле может возникнуть не-638 равновесная концентрация вакансий. Наоборот, при
Рис. 9. Дислокации в кристалле КС1, выявленные методом траи-ления; дислокационное скопление в полосе скольжении пересекает границу блоков (наклонный ряд ямок травления).
Возникновение системы «оборванных» атомных еин-зей в ядре Д. выделяет линию Д. в отношении электрических, магн. и оптич. свойств, в частности Д. и о/кот нести или захватывать электрич. заряд и обладать намагниченностью, отличной от ср. намагниченности кристалла. Наличие Д. повышает электросопротивление проводников и изменяет концентрацию свободных носителей заряда в полупроводниках. Значит, роль играют Д. в магн. кристаллах, существенно определяя разл. релаксац. явления.
Д. косвенно влияют на свойства кристаллов, зависящие от характера распределения и перемещения в них точечных дефектов (примесей, вакансий, центров окраски и др.)- Во-первых, при определ. характере движении Д. испускает или поглощает вакансии, изменяя их общее кол-во в кристалле. Динамич. образование зарнж. вакансий в ионных кристаллах и полупроводниках может сопровождаться люминесценцией. Во-вторых, скорость диффузионного перемещения точечных дефектов вдоль оси Д., как правило, больше, чем скорость их
")
}
