Изучение дислокационной структуры кристаллов фтористого лития методом избирательного травления: Методические указания к выполнению лабораторной работы, страница 2

Рис.3. Винтовая

Дислокация.

 Нa схеме видно, что линия искажений идет вдоль края разреза. Эта линия называется винтовой дислокацией. Все атомы кристалла с такой дислокацией находятся на одной поверхности, которая является винтовой, она начинается у одного края кристалла, и  кончается у другого. Отсюда и возникло название этих дислокаций - винтовые. Направление винта может быть как право-, так и левосторонним, а шаг винта может составлять от одного до нескольких межатомных расстояний на один полный оборот винта. У описанной модели простой дислокации шаг равен одному межатомному расстоянию на один полный оборот [2].

Рассмотренные краевая и винтовая дислокации - это част­ные случаи дислокации общего вида. В случае краевой дислокации ее линия параллельна нарушенной плоскости. В слу­чае винтовой дислокации ее линия перпендикулярна нарушен­ным плоскостям. В общем случае дислокации ее линия может находиться под любым углом к нарушенным плоскостям. В ре­альных кристаллах дислокации либо образуют замкнутую   ли­нию, либо оканчиваются на поверхности кристалла [4] . При этом угол, который составляет линия дислокации с поверхностью кристалла, может быть произвольным.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ДИСЛОКАЦИЙ

Главным свойством дислокаций, отличающим их от других дефектов кристаллической решётки, является способность ди­слокаций сравнительно   легко перемещаться и размножаться (особенно в металлических кристаллах) [3]. Перемещение дислокаций иллюстрируется на рис. 4.

Рис.4. Движение дислокаций в кристалле под действием сдвиговых напряжений.

На кристалл с краевой дислокацией действуют силы, направление которых указано стрелками. Атому А, находящемуся вблизи дислокации, достаточно совсем немного сместиться влево, чтобы дислокация переместилась из положения 1 в положение 2. Таким образом, дислокация смещается к краю кристалла. При перемещении дислокации могут взаимодействовать друг с другом, с точечными дефектами и с поверхностью кристалла. Параллельные краевые дислокации одного знака отталкиваются, а разных знаков притягиваются. Механизм размноже­ния дислокаций обусловлен их взаимодействием друг с другом и с другими дефектами. В результате взаимодействия движение дислокаций может быть приостановлено.

Пусть дислокация в плоскости скольжения закреплена двумя дефектами: А и В  (рис. 5). Под действием приложенных сил в промежутке между дефектами дислокация прогибается всё сильнее. Наконец застопоренные концы соединяются, и происходит отрыв дислокационной петли. Так появляется новая дислокация в кристалле. А в промежутке между стопорами А и В процесс начинается сначала. Такой генератор дислокаций называется источником Франка-Рида.

Рис.5. Работа дислокационного источника Франка-Рида.

Движение и размножение дислокаций, их взаимодействие с друг другом и другими дефектами определяют многие свойства твердых тел.

Другой важнейшей и характерной особенностью всех дислокаций являются сильные искажения кристаллической решетки, сосредоточенные в непосредственной близости от дислокационной линии. В самом деле, вдоль линии дислокации даже число ближайших соседей атомов может отличаться от координационного числа данной структуры. Однако уже на расстоянии нескольких атомных диаметров в сторону от центра искажения настолько малы, что кристалл в этом месте имеет почти совершенную структуру. Область вблизи дислокационной линии, где искажения чрезвычайно велики, называются ядром дислокации. В этом месте очень велики и локальные деформации. В стороне от ядра деформации сравнительно малы, и к ним можно применять теорию упругости.