Движение - краевая дислокация
Cтраница 2
На рис. 3.21 видно, что краевая дислокация движется параллельно своему вектору Бюргерса, в то время как винтовая дислокация движется перпендикулярно ему. В случае движения краевой дислокации плоскость, по которой происходит скольжение ( часто она называется плоскостью скольжения), определяется единственным образом. [16]
Сила, необходимая для того, чтобы деформировать кристалл сдвигом по плоскости скольжения, гораздо меньше, чем сила, необходимая для разрыва всех связей, пересекающих плоскость скольжения. Следовательно, скольжение может происходить путем движения краевой дислокации, которая лежит в плоскости скольжения. В этом случае разрываются только связи одного слоя за раз, а не все связи одновременно, и необходима меньшая сила. [17]
Дислокационную модель, предложенную К. С. Коффи [7.34], кратко можно изложить следующим образом. Пластическая деформация кристаллического ВВ б рассматривается как движение краевых дислокаций со скоростью Ud: б ( ж - xo) / dc, Ud ccPtu -, гДе: dc - постоянная решетки; CQ - скорость сдвиговой волны; Ptu - вероятность туннелирования дислокации через потенциальный барьер окружающей решетки и перехода в соседнюю потенциальную яму. Для Ptu можно принять приближение Гилмана: Р и exp - TO / T, где TQ - характеристический предел текучести; т - приложенное сдвиговое напряжение. При Ptu, близких к 1, что характерно для деформации во фронте УВ, в монокристаллах с dc - ( 3 - 5) 10 - 10 м при CQ 2 - 5 км / с, uj может достигать значений, присущих внутренним колебательным модам молекул В В - 1013 рад / с. Это соответствует условию быстрой резонансной диссоциации молекул. [18]
Чтобы объяснить экспериментально наблюдаемое исчезновение металла вблизи поверхности раздела металл - окисел ( или сульфид), Барре, Коулсон и Ламбертен [26] предположили, что одновременно с ростом пор и полостей за счет стока вакансий происходит внутреннее рассасывание металла, когда все вакансии уже удалены за счет переползания краевой дислокации по спирали роста. Бардин и Херринг [27] рассчитали движущую силу, обусловливающую движение краевых дислокаций при заданном пересыщении по вакансиям. [19]
 |
Схема переползания краевой дислокации. [20] |
Винтовая дислокация может переместиться из некоторого фиксированного положения в любое другое посредством скольжения. Произвольное перемещение краевой дислокации нельзя осуществить только путем скольжения - необходимо движение краевой дислокации по нормали к плоскости скольжения. [21]
Диффузионные процессы характеризуются накоплением пластической деформации путем направленной диффузии атомов. Одним из проявлений диффузии является полигонизация, связанная с восходящим ( диффузионным) движением краевых дислокаций из их плоскостей скольжения и образованием вертикальных рядов дислокаций. Такие блоки или субзерна могут возникать при усталости металла. Наиболее интенсивное образование субструктуры обычно наблюдается в начальный период усталости, составляющий менее 10 % общей долговечности. [22]
Что касается аннигиляции вакансий на внешней поверхности металла, в некоторых работах [4], выполненных на плоских образцах металла, показано прогрессивное уменьшение толщины металлического образца за счет диффузии через границу раздела с защитным слоем, если процесс диффузии осуществляется с помощью межузельных катионов или катионных вакансий. Однако другие работы, выполненные на проволочках или сферических зернах металла, а также на вискерах, могут быть интерпретированы [5] в предположении, что вакансии в металле питают рост пустот, связанных с различными гетерогенностями, и что ресорбция металла вблизи внутренней границы раздела происходит за счет движения краевых дислокаций под влиянием вакансий. [23]
 |
Атомные плоскости в кристалле одного из соединений платины ( рамкой выделена область, в которой атомные плоскости изогнуты из-за наличия дислокаций. [24] |
Для этого требуются большие усилия, что равносильно высокой прочности идеальных кристаллов. Иной механизм разрушения имеет место в реальных кристаллах, содержащих дислокации. Сущность его сводится к тому, что при наличии краевой дислокации сдвиг одной части кристалла по отношению к другой происходит не за счет одновременного разрыва всех атомных связей в плоскости скольжения, а путем постепенного ( эстафетного) разрыва отдельных связей в ходе движения краевой дислокации скольжением, на что не требуется больших усилий. [25]
В идеальном кристалле пластическая деформация должна происходить за счет разрыва межатомных связей в кристаллической решетке, как это схематически показано на рисунке 9.14. На этом рисунке изображены три последовательные стадии процесса неупругой деформации сдвига. Под действием касательных сил, показанных стрелками, части идеального кристалла оказались смещенными относительно друг друга в результате одновременного разрыва связей по всей плоскости, отмеченной пунктиром. Расчет сил, необходимых для осуществления такого рода процессов, показывает, что они должны быть намного больше экспериментально получаемых значений. Это объясняется тем, что в действительности пластическая деформация в реальных телах происходит за счет не одновременного, а поочередного разрыва связей, обусловленного движением дислокаций, как это схематически показано на рисунке 9.15. На этом рисунке показаны четыре последовательные стадии движения краевой дислокации под действием касательных сил. [26]
За фронтом затвердевания, по мере понижения температуры, вакансии должны исчезать. Они не могут диффундировать к свободной поверхности макроскопического образца достаточно быстро. Если имеются дислокации, они могут конденсироваться на них, заставляя их ползти. Только в том случае, если дислокации ползут в направлении роста кристалла, они остаются доступными для вакансий. Если это не имеет места, степень пересыщения вакансий возрастает, пока они не оказываются в состоянии конденсироваться сами по себе, образуя либо поры, либо петли краевых дислокаций. Устойчивое состояние может сохраняться при движении краевых дислокаций путем переползания за фронтом, кристаллизации параллельно ему, но любая часть такой линии может отставать и, таким образом, должна оставаться позади. Так получается картина удлиненных петель краевой дислокации с их растущими концами параллельно фронту кристаллизации, где они продвигаются путем абсорбирования вакансий. В результате возникают длинные линии краевой дислокации, стелющиеся вдоль оси роста. Обычным для них способом они формируются в субграницы так, что номинальный монокристалл разделяется на длинные ячейки, параллельные оси роста и отличающиеся в ориентировке углами поворота около данной оси. Это в точности соответствует наблюдаемой картине. [27]
Страницы: 1 2