Физика реального кристалла 9 Дислокационные стенки Кривизна решетки

Физика реального кристалла 9. Дислокационные стенки. Кривизна решетки. Линейное натяжение дислокаций. Дислокационные реакции. Движение дислокаций. Профессор Б. И. Островский ostr@cea. ru

Дислокационные стенки

Стабильные конфигурации краевых дислокаций Стабильные дипольные конфигурации для дислокаций противоположного знака Стабильная конфигурация для дислокаций одного знака

b/h

Малоугловая граница блоков

Мозаичность кристаллов Rocking curve – кривая качания

Дислокационная стенка - двумерный дефект решетки Блочные кристаллы малоугловые границы блоков

Задача о дислокационной стенке M = G/2 (1 - )

Поле напряжений прямой краевой дислокации (сплошная изотропная среда) Плоское деформированное состояние: ux; ux = ux(x, y) uy = uy(x, y) E =2 G (1+ ) uy; uz = 0 -1 < < 1/2

Основная формула, используемая для нахождения этой суммы переход на комплексную плоскость

D h; X ; Y

Для x >> h/2 соотношение (19. 75) аппроксимируется выражением

Распределение напряжений в окрестности дислокационной стенки

Процесс полигонизации, приводящий к образованию малоугловых границ зерен Скольжение + переползание!

Сравнение законов спадания напряжений с расстоянием r, для точечных дефектов, дислокаций и дислокационных стенок

Кривизна решетки

1/R = b

Подобная ситуация возникает, например, когда кристалл изгибается пластически (не упруго!) до радиуса изгиба R = 1/b. R lattice spacing a=b ds = Nb = N/A

Поле напряжений, порождаемое ансамблем дислокаций

Линейное натяжение дислокаций

Линейное натяжение дислокаций (1) /L = Сила, действующая на концы линии Линейное натяжение стремится уменьшить длину дислокационной линии

Линейное натяжение дислокаций (2) = - напряжение от внешнего источника Сила Пича-Келлера: f/L = b bdl = 2 Tsin(d /2) Td Gb 2 d dl = Rd = Gb/R

Сила Пича-Келлера: f/L = b = 0 = = Gb/R

Изгиб линии дислокации Таким образом, для того, чтобы изогнуть дислокацию в кривую с эффективным радиусом R, необходимо приложить к образцу напряжение: = Gb/R F 2/l– F 1 /l = T /l = Gb 2/R = = b F 1 = F 2 R l F 1

Дислокационные реакции

Дислокационные узлы

Правило Франка Надо сравнить b 32 и b 32 = b 12 + b 22 + 2 b 1 b 2 cos b 12 + b 22 ?

Дислокации в гранецентрированной кубической решетке Дислокационные сетки с тройными узлами

Сетка Франка

Плоскость скольжения (111) Винтовые или 60 градусные дислокации

Движение дислокаций

Движение дислокаций является основным механизмом пластической деформации кристаллов исключения: нитевидные кристаллы, углеродные нанотрубки

Образование ступенек скольжения Сдвиговое напряжение

Движение дислокаций как механизм пластической деформации

Дислокационный механизм пластической деформации !!

Геометрия скольжения

Наблюдение полос скольжения

Эксперимент на растяжение Плоскости скольжения Пластичные материалы можно ковать! Определение порога текучести

Динамический деформационный эксперимент - растяжение образца с постоянной скоростью

Диаграмма напряжение - деформация Определение порога текучести

Измерение скорости движения дислокаций

Экспериментальные данные

Скорость движения дислокаций Степенная зависимость

Температурная зависимость Степенная зависимость Экспоненциальная зависимость

V = 0

Переползание V ≠ 0

-переползание V ≠ 0 Перенос вещества посредством диффузии

1 э. В Еc 1 эв на связь

Пересечение двух дислокаций

Консервативное движение kinks Е 10 -3 эв на связь Е 1 эв на связь Неконсервативное движение

Термическое образование джогов

Геликоидальные дислокации