Кристалла содержащего

Многочисленные сдвиги демонстрируют смещение одной части кристалла относительно другой, протекающие по описанному выше дислокационному механизму. Они хорошо видны на полированном (до деформации) металле и часто именуются линиями Чернова—Людерса (см. рис. 41).

Однако процесс скольжения не следует представлять как одновременное передвижение одной части кристалла относительно другой. Такой жесткий или синхронный сдвиг потребовал бы напряжений в сотни или даже тысячи раз превышающих те, при которых в действительности протекает процесс деформации.

свои первоначальные положения. При превышении предела теку- ; чести внутри кристалла вдоль определенной плоскости S, называемой плоскостью скольжения, происходит сдвиг одной части кристалла относительно другой на одно или несколько атомных расстояний (рис. 1.28, б). После снятия внешней нагрузки упругие^ напряжения решетки снимаются, однако одна часть кристалла оста-' ется смещенной относительно другой (рис. 1.28, г). Из таких малых необратимых смещений, протекающих во многих плоскостях скольжения, складывается остаточная деформация кристалла в целом.

смещения одной части кристалла относительно другой одновремей-но по всей плоскости скольжения (рис. 1.35, а).

Из (1.44) следует, что теоретическая'прочность кристаллов на сдвиг, вычисленная из предположения, что смещение одной части кристалла относительно другой происходит одновременно по всей плоскости сдвига, должна составлять « 0,10, т. е. быть величиной порядка 109—1010 Н/ма (104—10* кгс/см2). Более строгий учет характера сил взаимодействия между атомами приводит к незначительному уточнению этой величины.

Помимо краевых существуют винтовые дислокации, которые возникают,. в частности, при смещении одной части кристалла относительно другой, как показано на рис. 1.37. В отличие от краевой дислокации, у которой вектор' смещения совпадает с направлением перемещения дислокации, у винтовой дислокации этот вектор перпендикулярен направлению распространения сдвига (направлению перемещения дислокации).

Наиболее простой и наглядный способ введения дислокации в кристалл — сдвиг. Если разрезать кристалл и начать сдвигать верхнюю часть его относительно нижней в направлении, перпендикулярном к краю разреза, то в верхней части кристалла появится полуплоскость атомов, не имеющая продолжения в нижней части его. Эта экстраплоскость действует как клин, изгибая верхнюю часть кристалла. Область несовершенства кристалла вокруг края экстраплоскости называется краевой дислокацией. Если сдвиг одной части кристалла относительно другой произведен вдоль линии разреза, не доходящего до края крис-

На первом участке наблюдается облегченное скольжение, при котором упрочнение металла незначительно. Протяженность этого участка зависит от ориентировки кристалла относительно приложенного напряжения, температуры, скорости деформации и чистоты металла. С ростом степени деформации происходит переход к множественному скольжению, наблюдается движение дислокаций в пересекающихся плоскостях с образованием дополнительных препятствий и барьеров на пути движения дислокаций. Коэффициент упрочнения в начале // стадии (см. рис. 1) резко возрастает и достигает максимума (области линейного упрочнения). По мере повышения плотности дислокаций и роста числа их образований в металле интенсивно развивается ячеистая дислокационная структура; в кристаллах наблюдаются короткие полосы скольжения и образования плоских скоплений дислокаций.

СКОЛЬЖЕНИЕ ТРАНСЛЯЦИОННОЕ — обозначение одного из важнейших механизмов пластической деформации, заключающегося в сдвигании (трансляции) одной части кристалла относительно другой. С. т. происходит, как правило, вдоль наиболее плотно усеянных атомами кристаллогра-фич. плоскостей (это —• плоскости, наиболее удаленные друг от друга) и в этих плоскостях — вдоль наиболее плотно усеянных атомами направлений (это — направления, вдоль к-рых «шаг» С. т. наименьший). При невысоких темп-pax у кубич. гранецентрированной (AI, Си, Ni, Fe-v) и объемноцентрированной решеток (Fe-a, Mo, W, Cr) число плоскостей и направлений С. т. значительно больше, чем у гексагональной решетки (Mg, Zn, Cd). Соответственно пластичность последней группы металлов при 20° и ниже мала. При повышении темп-ры С. т. может происходить и по другим кристаллографич. плоскостям с соответствующим повышением пластичности. О др. механизмах пластич. деформации см. Пластичность диффузионная, Деойникование. Я. В. Фридма-н.

При повороте кристалла относительно некоторой оси на 2я/п можно получить полное повторение картины. Такая ось называется осью симметрии п-го порядка. Так, например, ось, изображенная на рис. 4.3, а является осью 4-го порядка, потому что достаточно повернуть тело на 2я/4 = я/2, чтобы произошло повторение кар-

dni — пьезоэлектрические коэффициенты в матричной записи. Они определяют характеристики преобразования и зависят не толь-. ко от свойств пьезоэлектрического вещества, но и от ориентации кристаллографических осей кристалла относительно выбранной системы координат, в которой записаны уравнения (3.75). В уравнении (3.75а) они характеризуют прямой пьезоэлектрический эффект (возникновение электрического смещения вследствие механическо-

Вектор Бюргерса для кристалла, содержащего винтовую дислокацию, определяют аналогично. В краевой дислокации вектор Бюргерса перпендикулярен к ее линии, а у винтовой — параллелен ей. Если контур Бюргерса охватывает несколько дислокаций,то величина его соответствует геометрической сумме векторов Бюргерса отдельных дислокаций. Квадрат вектора Бюргерса характеризует энергию дислокаций и силы их взаимодействия.

когда Т > 0, энергия одного моля кристалла, содержащего N атомов,

Записывая уравнение (41) для одного грамм-атома кристалла, содержащего Л^д атомов, получим

Очевидно, что у реального кристалла, содержащего дефекты структуры, растворению в первую очередь подвергаются дефектные места НЕ поверхности.

Дислокаций, который тесно связан с разблагоражйваНйем веского потенциала и является выражением термодинамического принципа Ле-Шателье — Брауна. Действительно, формирование металлического кристалла (содержащего дефекты) электроосаждением требует электрической работы, х-ная часть которой превращается , в энергию дислокаций:

Записывая уравнение (41) для одного моля кристалла, содержащего NA атомов, получим:

Очевидно, что у реального кристалла, содержащего дефекты структуры, растворению в первую очередь подвергаются дефектные места на поверхности.

Для металлов этот эффект может быть назван механоэлектри-ческим, поскольку механические процессы вызывают появление разности электрических потенциалов. Поскольку знак этой разности противоположен знаку перенапряжения (TJ — Л/г/7) коррозионного процесса, перенос дислокаций замедляется. Другими словами, выражение (226) характеризует потенциал переноса дислокаций, который тесно связан с разблагораживанием равновесного потенциала и является выражением термодинамического принципа Ле-Шателье — Брауна. Действительно, формирование металлического кристалла (содержащего дефекты) электрооса-ждением требует электрической работы, -к- ная часть которой превращается в энергию дислокаций:

а — схема образования винтовой дислокации при частичном сдвиге в кристалле по плоскости; б — схема структуры кристалла, содержащего винтовую дислокацию

Вектор Бюргерса для кристалла, содержащего винтовую дислокацию, определяют аналогично. В краевой дислокации вектор Бюргерса перпендикулярен к ее линии, а в винтовой — параллелен ей. Если контур Бюргерса охватывает несколько дислокаций, то величина его соответствует геометрической сумме векторов Бюргерса отдельных дислокаций. Квадрат вектора Бюргерса характеризует энергию дислокаций и силы их взаимодействия.

Рис. 1.159. Рост нитевидного кристалла, содержащего одну винтовую дислокацию роста [13]