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

Поскольку сжимаемость вакансий существенно боль­ ше сжимаемости атомов, действующее на кристалл все­ стороннее внутреннее давление приводит к возникнове­ нию упругих напряжений на вакансиях, что определяет эффекты их взаимодействия друг с другом и с примес­ ными атомами.

Интересно, что под влиянием моновакансий может происходить сжатие базисной плоскости в графите. Ос­ новной причиной этого явления считают связанное с при­ сутствием вакансий изменение междуатомных связей а слоях графита.

§ 4. Образование точечных дефектов при пластической деформации

Существует несколько механизмов, по которым в процессе пластической деформации металла образуются точечные дефекты. Если движущиеся навстречу друг другу в соседних атомных плоскостях положительная п отрицательная дислокации встречаются и при этом об­ разуется полная атомная плоскость, то происходит анни­ гиляция дислокаций без остатка. Это было показано на

зуется цепочка вакансий. Наконец, при встрече дисло­

Теоретические оценки показывают, что атомная доля точечных дефектов, образованных по указанным меха­ низмам, пропорциональна величине пластической дефор ­ мации образца с коэффициентом пропорциональности 10-4 -н10-5 .

Цепочки вакансий, полученные при встрече дислока­ ций, могут распадаться. Так, в базисной плоскости гек­ сагональных металлов цепочка вакансий < 1 0 1 0 > мо-

ж ет распадаться, ка к это показано на рис. 25, на дива-

кансии, ориентированные в направлении < 1 1 2 0 > . Другой путь образования точечных дефектов во вре­

мя пластической деформации — это генерирование ва­ кансий быстро движущимися дислокациями со ступень-

посвященном дислокациям. Отставание атомов' ступень­ ки происходит в силу динамической неустойчивости. Су­ ществуют т а к ж е другие механизмы образования точеч­ ных дефектов.

При деформировании металла в области высоких тем­ ператур устанавливается стационарная неравновесная концентрация вакансий, пропорциональная скорости де­ формирования и времени релаксации вакансий. Количе-

никнуть в процессе пластической деформации образца, в свою очередь, могут быть источниками или стоками для точечных дефектов. Д л я того чтобы избежать осложне­ ний, связанных с появлением в образце дополнительных стоков и источников в виде дислокаций, закалку нужно проводить в условиях, исключающих пластическую де­

венно связаны с дислокациями. Облучение является наи­ более универсальным способом производства точечных

Энергия частиц, особенно заряженных, в значитель­ ной мере затрачивается на ионизацию и электронное воз­ буждение. З а р я ж е н н ы е частицы отдают ядрам только

часть на возбуждение электронов. Однако ниже некото­ рого критического значения скорости движения (или энергии) большая часть энергии частиц расходуется на упругие столкновения с ядрами.

Выше подробно рассматривался вопрос о радиацион­ ных повреждениях в решётке применительно к различ­ ным типам частиц. В этой главе мы только вернемся к исключительно в а ж н ы м вопросам взаимодействия излу­

с веществом, о котором была речь выше и где учитыва­

плотной упаковки внедренный атом возникает далеко от вакансии. Фокусирующиеся столкновения распространя­

образца, подверженного действию радиации. В случае каналирования выбитых атомов т а к ж е происходит уве­

требуется энергия, на несколько процентов меньшая, чем

выведен из своего положення в решетке легче, чем любой другой. То ж е справедливо и для гексагональной решет­ ки: для смещения атомов вдоль гексагональной оси требуется большая энергия, чем для смещения в перпен­ дикулярном направлении, т. е. вдоль плоскости базиса. Это приводит в свою очередь к двум следствиям. Во-пер­ вых, в плоскости базиса могут возникать выбитые атомы на большом расстоянии от первичного акта столкнове­ ния, так как энергия смешения мала. Во-вторых, облу­ чение в направлении гексагональной оси приводит, по­ мимо уменьшения длины диполя Френкеля и связанного с этим уменьшения числа дефектов (обусловленного легкостью рекомбинации и самоотжига дефектов), к до­ полнительному уменьшению числа дефектов в связи с возрастанием затрат энергии на производство одного дефекта. Таким образом, при облучении образцов при низких температурах в направлениях плотной упаковки (без учета взаимодействия с дислокациями) можно ожи­ дать увеличения скорости накопления точечных дефек­ тов за счет возрастания устойчивости пар Френкеля, воз­ никающих под действием радиации.

Кроме того, количество смещенных атомов будет за­ висеть от плотности дислокаций, увеличение которой