кансія - пусте місце і в її присутності пружна енергія дислокації локально зменшується.
тяжіння вакансій до гвинтової дислокації пояснюють освіту гелікоїдальних дислокацій, у яких лінія дислокації закручена у вельми правильну спіраль. Природа освіти спіральної дислокації остаточно не з'ясована. Геометрія перетворення прямолінійної гвинтовий дислокації AB в гелікоїдального AB внаслідок приєднання групи вакансій P показана на рис. 3.1.
Об'ємна концентрація електронів провідності не може точно відповідати тим відхилень у щільності, які є навколо крайової дислокації, так як величина енергії Фермі повинна залишатися всюди однієї і тієї ж. Щоб виконувалася ця умова, виникають локальні порушення електричної нейтральності - в ущільненої частини решітки недолік електронів призводить до появи позитивного заряду, а в області розрідження надлишок електронів утворює негативний заряд. Таким чином, розподіл зарядів уздовж крайової дислокації вельми схоже з «лінійним диполем». Така система взаємодіє з точковими дефектами, які можуть розглядатися як носії деякого ефективного точкового заряду. Внаслідок екрануючого дії електронів провідності поле цього заряду швидко спадає з відстанню. У металі дефект, несучий зарядів електрона, відрізняється за величиною заряду на від заряду позитивного іона (в одновалентних металів для вакансії); проте ефективною в сенсі електричного взаємодії виявляється лише невелика частина цієї різниці. Коттрел та ін. Отримали наступне кількісне вираження для енергії електричного взаємодії вакансії з крайовою дислокацією в одновалентних благородних металах:
еВ.
. 2 Переповзання дислокацій
При переміщенні по нормалі до площини ковзання крайова дислокація потрапляє в нові атомні площини, паралельні тієї, в якій вона раніше перебувала. Механізм такого переміщення, званого переповзанням, принципово відрізняється від механізму ковзання. Переповзання пов'язане з утворенням шарів пір або надлишкового матеріалу, для чого потрібна велика енергія. Тому переміщення дислокації шляхом переповзання відбувається значно важче, ніж ковзання. Таке переміщення можливе тільки під дією дуже великих напруг і, крім того, може дуже повільно відбуватися за рахунок дифузії. Дані два випадки будуть розглянуті нижче. Для простоти будемо розглядати тільки прості кристали з одним атомом на елементарну комірку.
Переповзання дислокації може протікати швидко, якщо робота, вироблена при її переміщенні, принаймні, дорівнює енергії, що витрачається на створення шару пір або додаткового шару матеріалу. Оскільки ця енергія велика, зміщення подібного типу можливо тільки в особливих умовах.
Якщо дислокаційна лінія, переповзають в напрямку, перпендикулярному її площині ковзання (рис. 3.2), проходить площу, то вона залишає за собою порожнечу (або додатковий шар матеріалу) обсягом
(3.1)
де - кут між і вектором Бюргерса.
Далі, якщо - обсяг атома, то недосконалість кристала, що утворюється при переповзанні, можна розглядати як сукупність атомних дефектів - вакансій або межузельних атомів, число яких дорівнює
Рис. 3.2. Переповзання довільної дислокаційної лінії
(3.2)
Атомна концентрація дефектів в площині переповзання, рівна, безперервно зменшується при переході від крайової орієнтації, коли утворюється суцільний шар дефектів, до гвинтової, коли дислокація ковзає, не створюючи ніяких дефектів. Сила (діє на одиницю довжини дислокаційної лінії), необхідна для здійснення переповзання, буде дорівнює
(3.3)
Припустимо тепер, що сила, прикладена до дислокації, значно менше сили, необхідної для швидкого переповзання. У такому випадку можливе повільний рух за рахунок дифузії вакансій і междоузельних атомів в кристалі. Наприклад, є певна ймовірність того, що ряд атомів уздовж лінії в площині (рис. 3.2) буде повністю замінений вакансіями. При цьому дислокація підніметься на відстань в площині. Якщо ряд містить атомів, ймовірність такої події буде приблизно дорівнює і, отже, мізерно мала у всіх випадках, крім випадку сходинки, коли. Таким чином, дислокаційна лінія не може дифундувати як ціле, а переповзає атом за атомом внаслідок переміщення сходинки.
Лінія на рис. 3.2 переповзає на одне міжатомних відстань у площині при переміщенні сходинки від одного кінця лінії до іншого. Якщо позначити середня відстань між сходинками через, то концентрація сходинок на дислокації дорівнює, а середня швидкість переповзання дислокаційної лінії буде рівною
(3.4)
де - швидкість переміщення сходинок уздовж дислокації. Таким чином, швидкість переповзання залежить від концентрації сходинок і їх швидкості, тобто від прикладеної сили і швидкості утворення вакансій (або межузельних атомів), необхідних для дифузійного ...
