Новости

Новости

Сток вакансий на расщепленную дислокацию


Если дислокации расщеплены, то и ступеньки на них могут расщепиться (в другой, своей плоскости скольжения). Для единичных ступенек все изменения происходят в одноатомной полоске ядра, и из “упругих” моделей непредсказуемы.
Если не уточнять размещение атомов, в геометрической схеме ступенька состоит из дефекта упаковки длиной r ~ 1/еду и одноатомной шириной и частичных дислокаций на его торцах. На них вакансия не может поглощаться бесследно, так как они вмещают лишь “полувакансии”. Чтобы исчезнуть, вакансия должна еще “рассредоточиться”: ступенька переместится на один шаг, только когда полувакансия дойдет до противоположного ее торца. “Рассасывание” вакансии в широкой ступеньке наблюдали на вибрирующей модели двух слоев ГЦК упаковки из разноцветных плексигласовых шариков.
Другой возможный способ поглощения - по схеме рис. 64: ступенька краевой дислокации сначала стянется в нерасщепленную (рис. 64,б), сдвинется, поглотив вакансию, на шаг вдоль дислокации (рис. 64, в) и вновь расщепится (рис. 64, г). Для выбора схемы надо моделировать движения в ядре, но в любом варианте (рис. 64, а-г или рис. 64, д) на расщепленной дислокации поглощение вакансий труднее.
Для перемещения полувакансии на расстояние r вдоль ступеньки за счет случайных блужданий нужно время t~r2. Если оно окажется больше, чем время движения вакансии к ступеньке, то скорость переползания дислокации vп ~ cj/r2 ~ еду2 убывает как квадрат энергии дефекта упаковки (и пропорциональна концентрации ступенек cj).

Задача осложнена тем, что в растворах с низкой энергией дефекта упаковки [8%(aT.)Si или 15%(ат.)А1 в меди] расщепление ступеньки направлено вдоль оси, т е. не в плоскости плотной упаковки, так что это и “не настоящий” дефект упаковки. При деформации же твердых растворов Cu-Al (при еду < 0,7*10в-3) электронная микроскопия in situ показала, что все рождающиеся ступеньки не расщеплены.
Кроме того, при большом пересыщении вакансии могут поглощаться не только на ступеньках, но и в любом месте расщепленной дислокации: при облучении раствора Ag — 10%(ат.)А1 в колонне мегавольтного микроскопа наблюдали in situ, как на одной из ее частичных дислокаций зарождалась и росла вытянутая, линзовидная призматическая петля.
Как видно, расщепление дислокаций мешает их переползанию. Оно мешает и поперечному скольжению, т. е. обоим главным способам перестройки систем дислокаций при нагреве. Это проявляется в замедлении ползучести: в чистых металлах при одинаковых безразмерном напряжении (о/Е = 1,21*10в-4), коэффициенте самодиффузии D(T), величине зерна (0,4...1 мм) и сходственных температурах (0 = 0,70...0,77) скорость стационарной ползучести у* ~ (еду)m нарастает в ряду Ag-Cu-Ni-Al в 6000 раз при изменении безразмерной энергии дефекта упаковки еду в 10 раз (m = 3,9). Разные модели (где стягивание ступеньки участвует или не участвует) дают m = 2...3 или зависящее от сходственной температуры m = 3/20.