![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Рассмотрим п.4.
Данные, приведенные на рис. 3.29 свидетельствуют о том, что дислокация может двигаться при напряжениях, меньших, чем определяет потенциальный барьер Пайерлса. Считается, что потенциальный барьер для движения дислокаций может быть значительно снижен, если дислокация перемещается не по всей длине сразу, а выбрасывая вперед петли или, как их называют, перегибы. В соответствии с принципом минимума энергии дислокация стремится ориентироваться вдоль направлений, по которым энергия ядра минимальна. Этому условию будут отвечать кристаллографические направления с минимальными индексами Миллера типа {110}, {110}, {111} и т. д. Различие в энергиях «правильно» и «неправильно» ориентированных дислокаций составляет приблизительно высоту барьера Пайерлса W П, см. рис. 3.10.
Так, на рис. 3.30 двойной излом DE является ступенькой, а FG – перегибом. На рис.3.31 изображено перемещение дислокационной линии из начального состояния АВ в конечное CD, отстоящее от начального на AC=BD ≈ b, за счет скольжения, а на рис. 3.32 - за счет переползания. Перемещение скольжением осуществляется серией последовательных перемещений перегиба EF вдоль оси дислокации. Элементарный акт такого смещения – перемещение EF в E'F' (EE=FF'≈ b) показан на рис. 3.31, б. Рис. 3.31. Скольжение дислокаций как перемещение перегиба вдоль ее оси: а – исходное положение; б – промежуточная конфигурация; в – конечное положение. Перемещение перегиба из EF в E’F’ (EE’=FF’=b) – единичный (элементарный) акт скольжения дислокации Движение перегиба вдоль дислокации, так же как и движение прямолинейной дислокации в плоскости скольжения, требует преодоления некоторого энергетического барьера, называемого вторичным пайерлсовским W П2 в отличие от обычного барьера Пайерлса W П1. Расчеты и эксперимент показывают, что W П2< < W П1, т. е. перемещение перегиба происходит значительно легче, чем движение всей дислокации как единого целого одновременно. Рис. 3.32. Переползание дислокации как перемещение ступеньки вдоль ее оси Движение дислокации при помощи двойного перегиба соответствует увеличению ее энергии Δ W ≈ 2 W пер0, (3.44) где W пер0 - энергия перегиба, учитывающая изменение энергии за счет увеличения протяженности дислокации при образовании «выброса» в новое положение, а также увеличение энергии «выбросов» за счет их «неправильной» ориентации, как лежащих в плоскостях с повышенной энергией. Для оценки энергии перегиба существует выражение Поскольку движение за счет парных перегибов сопровождается увеличением энергии дислокации, оно энергетически невыгодно. Считается, что источником дополнительной энергии для движения путем парных перегибов могут служить неравномерные поля внутренних напряжений, создаваемых другими дефектами, перемещающимися во время деформации, или тепловое движение атомов кристалла. Вероятность тепловой флуктуации в объеме равна
где D W − энергетический барьер; w0 – характерная частота колебаний в рассматриваемом объеме; Т – температура, k − постоянная Больцмана. Поскольку в нашем случае ω 0≈ 1013 с–1 – частота колебаний атомов, то вероятность зарождения перегиба шириной l ≥ l 0, который мог бы затем самостоятельно распространяться за счет работы внешней силы, равна:
Например, для алюминия 2 W пер0 ≈ 0, 1 эв (см. табл. 3.1). При Т = 300° К вероятность Р п равна:
Если скорость дислокации рассчитать аналогично (2.27), то получим
При больших напряжениях τ > τ П дислокации могут двигаться как целое и без помощи парных перегибов. Напротив, для кристаллов с высокими барьерами Пайерлса изменение скорости дислокаций при изменении температуры может быть очень большим в связи с температурной зависимостью скорости движения перегибов.
|