При описании дислокации, контур Бюргерса выбирают так, чтобы край дислокации попал внутрь контура.
В этом случае контур Бюргерса окажется всегда
незамкнутым. Вектор необходимый для замыкания контура Бюргерса называется
вектором Бюргерса. Чем меньше ,
тем больше вероятность возникновения дислокации в данном направлении.
Для краевой дислокации перпендикулярен
плоскости скольжения, а для винтовой
параллелен
плоскости скольжения.
Могут возникать дислокации, для которых вектор Бюргерса расположен от 0 до 90 градусов к плоскости скольжения, т.е. дислокации могут представлять собой сложное сочетание краевой и винтовой.
Вектор Бюргерса является одним из векторов
трансляции, т.е. или
через индексы Миллера:
Куб:
Энергия дислокации.
Энергия дислокации – это работа, которая
затрачивается на искажение решетки при образовании дислокации (разрыв связи +
сдвиг плоскостей на вектор ).
, где
- модуль сдвига,
,
- радиус ядра
дислокации,
- расстояние на
которое распространяется упругая дислокация от дислокации.
;
.
Дислокация является термодинамическим
неравновесным дефектом при любой температуре. С ростом температуры, количество
дислокаций убывает, т.е. при отжиге можно снизить количество дислокаций.
Дислокация взаимодействия с точечными дефектами двумя способами: взаимодействуя
с атомами дислокации, вакансии или междоузельные атомы могут исчезать либо реже
могут появляться. Дислокация является местом локализации примесных атомов
(облака Котрелла) , где
-концентрация по кристаллу,
-
энергия связи.
С понижением температуры вокруг дислокации будут образовываться зародыши 2-ой фазы.
Винтовая дислокация на порядок менее активна, чем краевая.
Движение дислокации.
1) Скольжение – это способ перемещения дислокации без перемещения атомов вещества. Скольжение происходит вдоль плоскости деформации без перемещения атомов.
2) Переползание – перемещение происходит в любом направлении, оно требует более высокой энергии (только при повышенных температурах). Поэтому механизму могут перемещаться как краевые, так и винтовые дислокации.
Образование и размножение дислокаций.
Дислокация образуется:
1) при возникновении сдвиговых напряжений;
2) в результате скопления вакансий (в этом случае дислокация является замкнутой);
3) в местах скопления примесных атомов при воздействии на кристалл высоких энергий (дислокации Френкеля).
Размножение:
Источник Франка – Ридга:
Франка:
Определение концентраций дислокаций:
1) Травление поверхности кристалла (по форме дислокации).
2) Декорирование (в процессе роста кристалла в него добавляется
не более 1%
; серебро
вследствие своей активности концентрируется на дислокации).
3) Электронный микроскоп.
4) Оптические методы (муар) – в результате интерференции.
Дислокации бывают также поверхностные (двумерные) и объемные (трехмерные). Кристалл не может быть идеальным, т.к. любой реальный кристалл имеет ограниченные размеры и соответствует боковой поверхности. Любая боковая поверхность является дефектом. Любая поверхность характеризуется избытком энергии в силу ненасыщенности всех связей частицы, т.е. энергетическая схема уровней для частиц, находящихся на поверхности отличается от распределения энергии для частицы внутри кристалла.
А) - двойникование
– дефект
Б) малоугловые границы зерен.
Объемные дефекты бывают микроскопические и макроскопические. Макроскопические дефекты – это посторонние примеси либо зародыши посторонней фазы, присутствующие в кристалле.
Самый объемный дефект – тетра (4) вакансия (F-центр). Они интенсивно люминисцируют в широком диапазоне и называются центры краски.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.