Вектор Бургерса

Рис. 2. Поверхности псевдорешетки, нормальные к вектору Бургерса в том случае, когда дислокация имеет смешанный краевой и винтовой характер (преобладает краевая компонента с одним только витком винтовой компоненты). Узлы псевдорешетки находятся на пересечениях этих поверхностей с двумя другими семействами плоскостей, в данном случае с горизонтальной и вертикальной плоскостями.

Чтобы дать наиболее целесообразное общее определение дислокации [5], будем считать, что реальный кристалл построен в плане структуры идеализированного кристалла. Теперь рассмотрим какую-либо линию, проведенную от атома к атому в этом реальном кристалле и замыкающуюся на себя. Эту линию называют контуром Бургерса. Линию имитируют в идеальном кристалле. Чтобы избежать при этом неопределенности, необходимо обойти любые сильно дефектные области в реальном кристалле. Подобной областью является ядро дислокации. Тогда если имитирующая линия в идеальном кристалле не замыкается на себя, то контур в реальном кристалле включает одну или более дислокационных линий. Вектор, необходимый для замыкания имитирующего контура, называют вектором Бургерса окруженной контуром дислокационной линии (или результирующим вектором Бургерса дислокационных линий). Так как начальная и конечная точки контура отвечали одному и тому же атому в реальном кристалле, то они должны отвечать соответствующим атомам в идеальном кристалле. Вектор Бургерса должен быть поэтому вектором, который связывает два узла решетки, если слово решетка применяется в его строгом смысле. [c.15]

Мощность дислокации измеряется длиной ее вектора Бургерса. Геометрия дислокации полностью характеризуется ее вектором Бургерса и ее положением. Винтовая дислокация лежит параллельно ее вектору Бургерса. Краевая дислокация лежит под прямым углом к ее вектору Бургерса. Криволинейная дислокация может варьировать по характеру между краевой и винтовой дислокациями вдоль своей длины, но ее вектор Бургерса остается неизменным. Соответственно дислокационная линия никогда не может закончиться в кристалле. Она может закончиться на свободной поверхности, замкнуться на себя или соединиться с другими дислокациями. [c.15]

Дислокационная линия может ветвиться на две линии. Вектор Бургерса для линии и векторная сумма векторов Бургерса для двух [c.15]

Точка выхода дислокационной линии на поверхность кристалла, если ее вектор Бургерса имеет компоненту, нормальную к этой поверхности,представляеттакже конец ступени на поверхности,являющейся краем слоя решетки (или,более правильно,слоем псевдорешетки) с высотой ступени, равной нормальной компоненте вектора [c.16]

В движении скольжением дислокация ограничена той поверхностью, в которой содержится как сама дислокация, так и ее вектор Бургерса. Это — единственная поверхность, если не иметь в виду винтовой дислокации, которая способна скользить в любом направлении. Движение из данной поверхности скольжения, которое называют переползанием, является более трудным. Достаточно рассмотреть краевую дислокацию. Для переползания атомы должны либо быть сняты с края внедренной полуплоскости, либо дополнительные атомы должны быть добавлены к этому краю. Эти процессы включают диффузию вакансий или дислоцированных атомов в кристалле. Поэтому такие движения осуществляются медленно и только при сравнительно высоких температурах. [c.19]

Р И С. 3. Краевая дислокация с одним порогом. На рисунке показано только семейство пло-скостей, которые нормальны к вектору Бургерса положение ЯТ0М08 показано только в той плоскости, которая является неполной. Если атом, заключенный в квадрат, перемещается путем диффузии, порог передвига ется на одно положение вправо-Этот процесс и процесс обратный ему, являются элементарными Процессами при пepeпoлзaнIiн [c.19]

ПЛОТНОСТЬ энергии деформации у Gy , где G — модуль сдвига, изменяется обратно пропорционально г . Если эту энергию суммировать между внутренним и внешним радиусами и на длине L. то получается (LGb J4n)]n R /R ). В случае краевой дислокации напряжения и деформации зависят более сложным путем от угловых координат вокруг дислокационной линии. Преобладающими деформациями являются деформации сдвига по плоскости скольжения, противоположного знака с каждой стороны дислокации, а также сжатие и расширение выше и ниже дислокации (если рассматривать плоскость скольжения горизонтальной). В любом направлении они изменяются обратно пропорционально г, расстоянию от дислокации. Суммарная энергия деформации дается тем же выражением, как для винтовой дислокации, деленным на (1—v), где V — коэффициент Пуассона. Она, таким образом, несколько больше, чем для винтовой дислокации. Для дислокации промежуточного типа поля деформаций или напряжений винтовой и краевой дислокаций перекрываются пропорционально компонентам вектора Бургерса, разложенного параллельно и перпендикулярно к линиям дислокаций. Энергия имеет промежуточное значение между этими двумя крайними. [c.21]

В поле напряжений, возникающем от иных, несобственных источников (т. е. от приложенных извне нагрузок на кристалл или от других дислокаций), дислокация испытывает силы, которые стремятся заставить ее двигаться. Сила, стремящаяся вызвать скольжение дислокации, пропорциональна составляющей приложенного напряжения сдвига на ее плоскость скольжения, взятой в направлении ее вектора Бургерса. Сила на единицу длины равна этой составляющей напряжения, умноженной надлину вектора Бургерса. Она действует в плоскости скольжения в направлении, перпендикулярном линии дислокации. Таким образом, в случае замкнутой петли дислокации, лежащей в ее плоскости скольжения, приложенное напряжение сдвига обладает эффектом двухмерного давления, стремящегося растянуть или сжать равномерно петлю. Эта сила одинакова независимо от того, является ли дислокация краевого, винтового или промежуточного типа. Сила, стремящаяся вызвать переползание, зависит только от краевой компоненты дислокации и, взятая на единицу длины, равна этой компоненте, умноженной на осевое давление, параллельное ей. Ее можно представлять как силу, стремящуюся выжать экстраполуплоскость краевой дислокации. [c.22]

Мы используем термин субграница для границ между двумя частями одного и того же кристалла, отличающихся лишь слегка по ориентировке. Если эти две решетки совершенны, то, очевидно, будет иметь место эффект двухмерного нониуса или муарового шелка у поверхности их встречи. Вокруг определенных точек в обширном регулярном узоре атомные положения отвечают почти точно непрерывному переходу решетки от одной части к другой вдоль определенных линий между этими точками узоры совершенно не совпадают друг с другом. Так как межатомные силы, несомненно, стремятся сохранять регулярный узор решетки, эта конфигурация, которая могла бы существовать только в отсутствие сил, действующих на границе, будет преобразована в результате малых атомных смещений таким образом, что области с почти совершенным схождением решеток увеличатся в размерах, а ширина областей несхождения, где плотность энергии сравнительно велика, сократится. Дальнейшее уменьшение энергии могло бы происходить в результате поворота обеих решеток до полной параллельности, но этому могут воспрепятствовать натяжения на других поверхностях этих двух частей кристалла кроме того, если ось относительного поворота не является нормальной к поверхности их встречи, то поворот включает диффузионный перенос атомов на значительные расстояния и будет медленным. Узкие полосы не-схождепия решеток являются дислокациями, как это можно пока к-)ть. используя данное выше определение вектора Бургерса. Это приближение приводит к той же картине, как альтернативное, которое рассматривает квазиравновесные системы дислокаций, стянутых в поверхностные сетки в результате их упругих взаимодействий. Можно дать точное выражение для поверхностной плотности дислокаций на субгранице (определенной надлежащим путем) в терминах угла относительного поворота двух решеток и направления оси поворота [16]. Достаточно сказать здесь, что дислокации мощности Ь при расстоянии с1 между ними вызывают относительный поворот 6 порядка Ь/с1 радиан и что ось поворота, лежащая параллельно граничной поверхности, приводит к параллельным сеткам краевых дислокаций, тогда как компоненты вращения около оси, [c.24]

Р н с. 4. Поверхности псевдорешет-кн одного семейства плоскостей, нормальных к вектору Бургерса, обнаруживающие две краевые дислокации, которые составляют простую границу под малым углом между непараллельными областями кристалла. [c.25]

Фрэнк [24] показал, что если мощность дислокации значительна, то равновесное состояние дислокации предполагает наличие пустого ядра в ней. Равновесный диаметр ядра определяется соотношением между поверхностным натяжением твердого тела (поверхностной свободной энергией) и плотностью энергии деформации, вызванной дислокацией. Появление полых дислокаций можно ожидать обычно при векторах Бургерса, больших 10А,и оно должно быть исключено для векторов Бургерса меньшей длины. Может иметь место также случай, когда полая дислокация находится в метастабильном равновесии, хотя ее состояние с наименьшей свободной энергией соответствует замкнутому ядру. Равновесный радиус полого ядра существенно зависит от названных выше параметров, и если он не равен нулю, то, вероятно, должен быть очень значительным, напри.мер равным микрону или больше. Дислокации с полым ядром наблюдались в различных кристаллах, и один из них, для которого прочность дислокации и диаметр трубки были особено значительными, показан в работе Верма [25]. [c.30]

Дислокации с полым ядром представляют исключение из правила, согласно которому дислокации с большим вектором Бургерса нестабильны и распадаются на составляющие дислокации с мень-ши.м вектором 1эургерса. [c.30]

Дислокации, лежащие у поверхности раздела между двумя различными фазами, представляют особый интерес в связи с химическими реакциями в твердом состоянии. Мы можем выделить два важных класса дислокаций одни, векторы Бургерса которых лежат параллельно поверхности раздела, и другие, для которых это не имеет места. Простейшим примером первого класса являются дислокации между плоской поверхностью кристаллического субстрата и адсорбированным кристаллическим монослоем. Эта концепция была введена Фрэнком и ван-дер-Мерве [28], которые использовали весьма упрощенную модель для рассмотрения эффектов несовпадения между нормальными межплоскостными расстояниями адсорбированного вещества и субстрата. Они нашли, что до некоторой критической величины несовпадения (скажем, 10%, хотя на количественные оценки не следует полагаться) монослой будет деформироваться, чтобы прифасоваться к субстрату, тогда как при более значительных несовпадениях он будет стремиться принять типичное для него межатомное расстояние независимо от межатомного расстояния субстрата. В таком случае образуются дислокации упомянутого типа. Можно считать также, что дислокации этого типа будут возникать всякий раз, когда две макроскопические кри- [c.31]

Значение г обычно берется кратным нескольким величинам вектора Бургерса. Именно эта энергия дислокации (которая может составлять несколько электронвольт на атомную плоскость, пересекаемую дислокацией) и ответственна за образование ярко выраженных фигур травления при течении химических реакций в точках выхода линий дислокаций. На микрофотографии, показанной на рис. 3, видно как легко с помощью метода травления можно реально оценить число линий дислокаций, пересекающих данную поверхность кристалла. Более надежные результаты измерения количества дислокаций получаются при использовании методов просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноскопии, дифракции рентгеновских лучей и методов декорирования . (Более подробно см. [14 и 15].) [c.214]

Винтовая дислокация (рис. 4) была впервые описана Бургерсом [10]. В отличие от краевой дислокации ось винтовой дислокации параллельна ее вектору Бургерса. Сдвиг произошел в области АВЕР, лежащей в плоско- [c.214]

Имеются два главных соображения, позволяющие предполагать, что дефекты кристаллической решетки, присутствующие на поверхности катализатора, превращаются в активные центры для некоторых реакций на этой новерхности. Во-первых, в местах выхода дислокаций, а также в несколько иной мере и у поверхностных точечных дефектов геометрическое расположение атомов катализатора отличается от обычного их расположения на остальной части поверхности. Как будет показано в гл. 6, межатомные расстояния на новерхности катализатора вместе с длинами связей и общими стехио-метрическими характеристиками реагирующих молекул и переходного комплекса могут оказаться важными факторами при оценке степени каталитической активности твердого тела. Следовательно, становится очевидным, по меньшей мере качественно, почему выходы краевых и винтовых дислокаций, имеющих соответствующие векторы Бургерса, могут в большей степени способствовать протеканию гетерогенных реакций, чем другие места на поверхности. [c.228]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология