Файл: Троицкий О.А. Радиация и прочность твердых тел.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.07.2024

Просмотров: 97

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Р и с . 20. а) Движение скользящей дислокации в плоскости, пересекаемой дислокациями леса.

Ри с . 20- б) Пересечение двух крае­ вых дислокаций с образованием порогов:

1)—до пересечения; 2)—после пересечения.

локации леса» в данной

плоскости

скольжения.

При этом,

естественно,

возникают

пороги на дис­

локациях.

Это показано

на рис. 20. Обычно высо­ та 'порога равна вектору Бюргерса пересеченной дислокации или расстоя­ нию междуатомными плоскостями. Если порог, образованный на краевой

дислокации,

представляет

собой

небольшой

участок

т а к ж е

краевой

дислока­

ции с вектором

Бюргерса

в плоскости

скольжения,

то такой порог не препят­

ствует

скольжению основ­

ной

дислокации

и

сам

скользит

легко

вместе

с

ней. В

 

случае

винтовой

ориентации

порога

 

на

краевой

дислокации,

ког­

да

он

 

т а к ж е

лежит

в

плоскости

скольжения

той

дислокации,

на

кото­

рой

он

образовался,

так-?

ж е

не

возникает

тормо-'

жение

скользящей дисло­

кации.

 

Таким

образом,


краевые дислокации должны легко преодолевать «дисло­ кации леса», т. к. пороги на них не влияют на движение дислокаций.

С порогами на винтовых дислокациях дело обстоит сложнее. Они имеют краевую ориентацию и могут сколь­ зить лишь вдоль оси винтовой дислокации, тогда как вин­ товая дислокация может перемещаться в поперечном направлении. В связи с этим винтовая дислокация оказы­ вается заторможенной. Дальнейшее ее продвижение возможно лишь неконсервативным путем за счет термиче­

ских

активации. Если

ж е

за счет

значительных

напряже­

ний

винтовая дислокация

все

ж е

продолжает

двигаться

консервативно, т. е. в

своей

плоскости скольжения, то

порог оставляет за собой цепочку вакансий или внедрен­

ных а т о м о в —

в зависимости от типа дислокации и

на­

правления сдвига.

 

 

В реальных

условиях дислокации бывают испещрены

порогами, приобретенными при движении

сквозь

«лес

дислокаций». По тем же причинам вокруг

них всегда

на­

ходится рой вакансий или внедренных атомов (если, ко­ нечно, температура достаточно низка, чтобы точечные дефекты могли существовать в решетке самостоятельно). Противоположные пороги на дислокациях стремятся со­ единиться друг с другом и исчезнуть. В результате по истечении некоторого времени после окончания пластиче­ ской деформации к а ж д а я дислокация освобождается от большей части приобретенных порогов, а оставшиеся по­ роги, в основном, однотипны и стремятся расположиться на почтительном расстоянии друг от друга, как родствен­ ники, предпочитающие жить отдельно.

При низких температурах, когда мала роль термиче­ ских активаций и дислокации ие имеют возможности скользить консервативным путем в силу наличия порогов, под действием внешних сил происходит выгиб линий дислокаций между соседними порогами. Как у ж е указы­ валось в разделе, посвященном силам, действующим на дислокацию, при этом начинают противоборствовать си­ лы натяжения дислокации с внешним напряжением. При некотором критическом изгибе линии дислокации про­ изойдет отрыв ее от точки закрепления, в качестве кото­ рой выступает порог, и позади порога будет возникать це­ почка вакансий или внедренных атомов при каждом акте перемещения дислокации. Это видно из схемы, приведен-



ной па

рис. 21. Вакансии по указанному механизму рож ­

даются

легче, чем внедренные атомы. Д л я образования

внедренных атомов требуются более высокие скалываю ­ щие напряжения, чем для образования вакансий. Таким

образом, пластическая деформация

кристаллов

приводит

к появлению в

решетке

помимо

дислокаций

большого

числа точечных

дефектов,

в первую очередь вакансий.

 

0

0

 

0

0

 

«

«

0 .

0

 

Р и с . 21. Движение винтовой дислокации с порогами,

 

гене ирующее вакансии (внедренные атомы)

 

 

позади

порогов.

 

 

Пороги на дислокациях могут иметь различную высо­

ту. Выше рассматривалось

поведение

малых

порогов,

высота которых не превышает двух межатомных

расстоя­

ний. В случае ж е

высоких

порогов,

когда расстояние

между дислокационными сегментами делается слишком велико и невозможно взаимодействие между сегментами, каждый из них начинает вести себя самостоятельно как источник дислокаций. Любое движение дислокации, выво­ дящее ее из своей плоскости скольжения, приводит к об­

разованию порогов. Таким образом, пороги

образуются

не только за счет пересечения дислокаций. Такой

меха­

низм

возникновения

порогов характерен для

решеток,

где

нет ярко выраженных плоскостей скольжения, как

это имеет место в объемноцентрированиой

кубической

решетке. В этом случае винтовые дислокации

движутся

не по определенным

кристаллографическим

плоскостям,

а по тем плоскостям, где в данный момент

может

быть

больше эффективное

скалывающее напряжение.

 

Позади движущихся дислокаций с порогами часто возникают небольшие призматические петли дислокаций. Механизм их возникновения связан либо с объединением цепочек вакансий за порогами, либо с образованием так называемых дислокационных диполей по схеме, показан­ ной на рис. 22.


Пересекая «дислокации леса», скользящая дислока­ ция взаимодействует с полями упругих напряжений препятствий, притягиваясь или отталкиваясь от них в

зависимости от величины и

направления

векторов

 

Бюр -

герса. Помимо

этого

сила

 

взаимодействия

между

 

дислокациями

зависит

 

т а к ж е

от

угла

между

 

ними. Пересечение дисло­

 

каций никогда не происхо-

 

] дит жестко, поскольку они

 

обладают

большой

 

гиб­

 

костью.

При

сближении

Р и с . 22. Образование дислокацион­

дислокации

с

стремятся

ных петель:

изогнуться

тем,

чтобы

а) дислокационный диполь; б) образо­

понизилась

энергия

 

пере­

вание дислокационной петли.

сечения.

При

этом

они

 

стремятся

д а ж е хотя бы

на малом расстоянии расположиться параллельно друг другу, чтобы понизилась энергия взаимодействия. После пересечения дислокаций требуется опять приложить неко­ торое усилие д л я того, чтобы дислокации разошлись.

§8. Размножение дислокаций

Втщательно отожженных кристаллах плотность дис­ локаций не превышает 10 4 — 10 6 [ам - 2 ] . Плотность дисло­ каций стремительно возрастает после приложения к кристаллу нагрузки и начала его пластического дефор­ мирования. Поскольку до начала пластической дефор­ мации было примерно 104 —106 [слг~2 ] дислокаций, а после деформации может появиться 10й \01 2 [см~2 ] дислокаций, то напрашивается вывод, что во время деформации про­ исходит размножение дислокаций.

Различают гомогенное, гетерогенное размножение дислокаций, а т а к ж е размножение с помощью специаль­ ных источников и в процессе многократного поперечного скольжения . Первый из названных случаев, пожалуй, са­ мый редкий. Под гомогенным зарождением дислокаций понимается возникновение их в областях решетки, сво­ бодных от каких-либо дефектов. Д л я этого требуются чрезвычайно большие напряжения и именно экстремаль-