Файл: Бокштейн, С. З. Диффузия и структура металлов.pdf

Она рассмотрела чисто краевую дислокацию, закреплен­

означает, что достаточно 1 % пересыщения, чтобы вакан­ сии стекали на дислокацию . При большом количестве ступенек на дислокации теоретически д о л ж н а быть еще меньшая степень пересыщения.

Однако точка зрения о высокой эффективности дис­ локаций разделяется далеко не всеми исследоваіелями . В у ж е упомянутой работе [14] трехмерная дислокаци­ онная сетка Франка на большей части длины не испу­ скала вакансий и не выявлялас ь на фотографиях, хотя •плотность дислокаций была больше 106 , а пересыщение вакансиями гораздо больше 1% . Анализируя связь меж­ ду конденсацией вакансий и образованием дислокащион-

18

ных петель, Кульман - Вильсдорф [20] предположила, что «старые» дислокации, оставшиеся в металле после высокотемпературного отжига, не могут служить эффек­ тивными стоками для вакансий в отличие от «новых», возникающих, например, при деформации или в процес­ се отжига в условиях большого пересыщения вакан ­ сиями.

Ханнеман и его соавторы [21] считают дислокации малоэффективными стоками (исследование неравновес­

заключений можно с уверенностью сказать только одно: дислокации с краевой компонентой являются эффектив­ ными стоками вакансий в чистых металлах в условиях больших пересыщений (более 50%) или пластической деформации . Значительно менее ясен вопрос о:б испус­ кании вакансий ( д а ж е в условиях большого недосыщения), эффективности дислокаций в области умеренных пересыщений (1—50%) и роли примесей. Весьма перс­ пективными д л я исследования релаксационных харак ­ теристик вакансий являются импульсные и модуляцион­ ные методы измерения физических характеристик кри­ сталла, содержащего вакансии, в первую очередь элект­ росопротивления или теплоемкости.

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВАКАНСИЙ

Б принципе методы экспериментального изучения точечных дефектов в металлах, в частности вакансий, делятся на «равновесные» и «неравновесные».

В первом случае изучаются физические свойства ме­ талла в состоянии теплового равновесия при высокой температуре и выделяется вакансионный вклад . Н а и б о ­

19

трудоемкостью. Однако полученные с его помощью све­ дения о равновесной концентрации вакансий и энергии их образования являются, по-видимому, наиболее точ­ ными.

В других «равновесных» методах измеряется какоелибо свойство металла (например, электропроводность, теплоемкость, теплосодержание) при р а з н ы х высоких тем­ пературах. 'При этом значение свойства совершенной ре­ шетки, « е содержащей вакансий, обычно получают экстра­ поляцией из области низких или средних температур, где

образования . Необходимость во многих случаях далекой экстраполяции является основным недостатком всех ме­

точное время изотермической выдержки в области высо­

Равновесные методы не дают информации о релак­ сационных свойствах вакансий, а только позволяют оп­ ределить энтальпию их образования и равновесную кон­

а затем и энергию образования . Недостатки этой проце­

или производится последующий нагрев до этой темпе­ ратуры, то избыточные вакансии будут исчезать на сто-

20

ках. Тогда, изучая кинетику изменения какого-либо фи­ зического свойства металла, зависящего от числа вакан ­ сий, можно судить о времени их релаксации (тв ) и либо идентифицировать тип действующих источников (сто­ ков) (по величине L), либо находить подвижность ва­ кансий {Da) и энергию их перемещения, либо, наконец,

ито и другое.

Вимпульсном и модуляционном вариантах достоин­ ства раівновесных методов сочетаются с возможностью исследования релаксационных характеристик вакансий. Нагрев и охлаждение кристалла на температуру AT" производится в течение некоторого времени t*, причем температура меняется импульсным или периодическим образом (рис. 2). Очевидно, что измеряемое свойство х

Рис. 2. Изменение температуры исследуемого образца при импуль­ сном (а, б) и модуляционном (в) нагревах

полированными из области аредних температур, как в обычных варианта х равновесных методов.

21