Дислокаций геометрия

В металлах с о. ц. к. решеткой скольжения часто наблюдают по плоскостям 112 (см. рис. 41,6) в направлении <111>. Геометрия образования характерных дислокаций в о. ц. к. решетке несколько сложнее, чем в г. п. у. и г. ц. к. решетках, так как чередование слоев здесь более сложное, чем в плотнейших упаковках. [c.79]

Для пластической деформации скольжением и двойникованием общим являются их дислокационный механизм и однородность деформации. Геометрия и дислокационная модель скольжения объясняют поворот осей кристалла в процессе деформации. Теория пересечения двойника скользящей дислокацией — перегибы на двойниковой границе и ее искажение, при этом общим здесь является однородность деформации по всему кристаллу во время скольжения или в двойниковой прослойке при двойниковании. Однако в деформированных кристаллах распределение дислокаций неравномерное, а возникающие дислокационные сетки и субграницы при избытке дислокаций одного знака приводят к микроскопической неоднородности, создавая локальную разориентировку, достигающую нескольких градусов. При простейших видах деформации (растяжение, сжатие) возникают значительные разориентировки. Для неоднородных и неравномерных полей напряжений и деформаций в макромасштабе (прокатка, кручение, изгиб, прессование и т. п.) появление существенной разориентировки неизбежно. [c.148]

Дислокации способствуют кристаллизации жидкой фазы. Действительно, вышедшие на поверхность кристаллического зародыша дислокации обусловливают уменьшение энергии поверхностного натяжения и играют роль центров кристаллизации. Наибольшее влияние оказывают винтовые дислокации, на ступенях которых происходит отложение молекул. Так как геометрия при этом не меняется, процесс отложения продолжается сколь угодно долго. [c.392]

В настоящей работе в основном рассматриваются закономерности дислокационного скольжения и упрочнения в интервале низких и средних температур. Так как работа рассчитана на подготовленного в области дислокационной теории читателя, она не включает разделы по геометрии дислокаций, их упругому взаимодействию, которые обычно составляют основу институтских программ [12—15]. [c.7]

Поскольку закономерности процесса деформационного упрочнения, согласно современным представлениям [66, 233, 254], сводятся к закономерностям процесса размножения и взаимодействия дислокаций, то и преобладание винтовых дислокаций в структуре ОЦК-металлов требует учета особенностей размножения винтовых дислокаций. Для винтовых дислокаций вместо дискретных источников рассматривают обычно двойное поперечное скольжение. Авторы [254] отмечают, что при этом элементом, контролирующим процесс упрочнения, является не отдельная дислокация, а линия скольжения, а сам подход требует подробного теоретического и экспериментального исследования геометрии двойного поперечного скольжения и его роли в эволюции дислокационной структуры и механизмах упрочнения ОЦК-металлов. [c.104]

Несмотря на то что процесс упрочнения в ОЦК- и ГЦК-кристаллах во многом очень похож, геометрия скольжения двух кристаллических решеток значительно различается. Поскольку в ОЦК-металлах в области низких температур особую роль играют винтовые дислокации и процессы поперечного скольжения, авторы [271] при обобщении полученных результатов предположили, что три стадии упрочнения монокристаллов с ОЦК-решеткой являются третьей стадией упрочнения для металлов с ГЦК-решеткой. Этот вывод подтверждается наложением кривых деформации в приведенных координатах t/G — е для ОЦК-металлов (Nb, Fe) во второй и третьей стадиях на третью стадию упрочнения ГЦК-металлов (N1, Си). [c.113]

В работе [297] развита теория напряжений Пайерлса для движения винтовых дислокаций в о. ц. к. металлах. Геометрия кристалла приводит к высоким значениям напряжения Пайерлса. Рассчитанное из потенциальной энергии недиссоциированной винтовой дислокации напряжение составляет величину —0,05(3, что на порядок больше принятой для о. ц. к. переходных металлов. Вместе с тем силы Пайерлса для случая краевой дислокации в о. ц. к. и г. ц. к. кристаллах, по-видимому, значительно не отличаются. Как показано электронномикроскопическим исследованием [19], доминирующую роль при деформации в о. ц. к. металлах играют винтовые дислокации. Вероятно, особенности поведения о. ц. к. металлов, в частности хладноломкость, связаны со сложным влиянием сил Пайерлса и примесей внедрения на движение дислокаций [6, 297]. [c.288]

При очень тщательном устранении поврежденного поверхностного слоя удается, как указывалось ранее, достигнуть прочности хрупких материалов (стекла, сапфира, кремния), близкой к теоретической. Тем не менее вряд ли хрупкие высокопрочные материалы найдут широкое применение в практике, так как всегда есть опасность потери прочности из-за случайного повреждения поверхности. Однако если из хрупкого материала, например стекла или кварца, получить нити и связать их пластичной матрицей, то можно одновременно обеспечить высокую прочность и высокое сопротивление хрупкому разрушению. В данном случае задача решается благодаря геометрии волокон в тонких нитях трещины либо очень короткие, если они расположены поперек волокон, либо безопасны, если ориентированы вдоль волокон если одно или несколько волокон порвется, то нагрузка перераспределится на другие волокна и материал не разрушится. Таким образом, возможное решение противоречивой задачи хрупкость — пластичность — это композиционные материалы, состоящие из пластичной матрицы и высокопрочного наполнителя (принцип стеклопластиков). Поскольку в волокнах подвижные дислокации не нужны для создания высокого сопротивления распространению трещин, то целесообразно использовать волокна хрупких, высокопрочных материалов. В табл. 35—37 приведены данные о прочности некоторых нитевидных кристаллов — естественных, стеклянных, кварцевых волокон, а также прочность некоторых видов поликристаллической металлической проволоки при комнатной температуре. [c.351]

Ор может быть также увеличено путем общей деформации решетки (скопления дислокаций укорочены, эффективная поверхностная энергия увеличена, так как трещина должна развиваться из одного субзерна в другое и т. д.). Наличие деформационного упрочнения в образце, находящемся в состоянии общей текучести, требует увеличения приложенной нагрузки, при критическом значении которой, зависящем от геометрии образца и от степени упрочнения материала, может наступить текучесть во [c.191]

Анализ кристаллографической геометрии дислокационной структуры показал, что дислокации расположены преимущественно на плоскостях [c.41]

Тот факт, что наличие пластичной прокладки на торцах деформируемого образца не удаляет полностью неоднородность распределения ямок травления на поверхности, свидетельствует в пользу того, что за их природу ответственны не только чисто поверхностные концентраторы (микровыступы, рельеф поверхности и т.п.),но и другого типа источники, которые находятся в объеме деформируемого кристалла. Если это предположение справедливо, то,по-видимому,указанные фигуры травления можно обнаружить не только на торце, но и на боковой поверхности деформированного образца. Действительно, металлографические данные па Ge, представленные на рис. ПО и 111, полностью подтверждают сделанное предположение. Более того, из рассмотрения рис. 110 четко видно, что наряду с явно гетерогенным зарождением дислокаций вблизи выявленных ранее травлением ямок на ростовых дислокациях, появившиеся четкие пирамидальные и с менее четкой объемной геометрией ямки расположены строго упорядоченно по горизонтальным линиям (см. рис. ПО, б), что, по-видимому, также свидетельствует в пользу их гетерогенного зарождения на ростовых неод породностях исходной структуры выращенного кристалла. [c.182]

Перемещение отдельной дислокации определяется многими причинами распределением напряжений, влиянием соседних дислокаций, градиентом концентрации и локальными значениями концентрации примесных атомов, распределением вакансий, жёсткостью закрепления границ, геометрией диффузионного слоя и пр. Перемещение всей совокупности дислокаций приводит к возникновению дислокационной структуры, эволюция которой сводится к развитию субструктуры. [c.109]

Используя критерий Франка, утверждающий, что алгебраическая сумма векторов Бюргерса в узле должна быть равна нулю, показать, что возможны два типа таких узлов. Дать объяснение этим двум типам узлов, учитывая растянутые дислокации, и показать, как мол<но применить геометрию одного из них для измерения удельной энергии дефекта упаковки. [c.44]

Истинная геометрия источника неясна, но в некоторых случаях источник дислокаций будет, по-видимому, связан с выделившимися частицами. Наблюдались также пары геликоидов, расположенные на близком расстоянии друг против друга, которые были связаны с включениями, как показано на рис. 15, Ясно, что для создания любого типа геликоидов, показанных на рис. 13 и 15, должен происходить сдвиг петли дислокации и геликоид может возникнуть или при действии источника скольжения во время закалки, или под действием выдавливающих напряжений, создаваемых внедренными частицами Механизм выдавливающих напряжений обсуждается в следующей части. [c.293]

Опубликованные результаты измерения скорости ползучести в зависимости от среднего размера зерен при дислокационной ползучести сильно различаются, а многие противоречивы [107]. В некоторых работах указывается, что скорость установившейся ползучести с возрастанием среднего размера зерен падает В других установлено, что скорость ползучести зависит от среднего размера зерен d немонотонно с возрастанием d сначала уменьшается, достигает минимума, а затем опять возрастает [108]. Опубликованные данные не позволяют уверенно сделать вывод, влияют ли на скорость ползучести изменения структуры, являющиеся следствием разных обработок, использованных для получения разных размеров зерен [107]. При изменении среднего размера зерен могут измениться а) тип и степень преимущественной ориентации (текстуры), б) распределение примесей, в) геометрия и регулярность границ зерен, г) плотность и распределение дислокаций. [c.63]

Рнс. 13.7. Геометрия дислокации произвольной формы [c.422]

Поведение винтовых дислокаций в зависимости от локальной геометрии несовершенств определяется действием нескольких процессов 1) винтовые дислокации противоположных знаков на одной и той же плоскости скольжения взаимно аннигилируют [c.272]

Средняя скорость движения винтовой дислокации" зависит от особенностей механизма движения порога (в первую очередь, геометрии сил, действующих на дислокационный порог). Как показано на рис. 17, движение дислокации сдерживается порогами Рг, Р и Рь. В результате действия локального напряжения т — т винтовая дислокация начинает выгибаться и достигает радиуса кривизны [c.275]

Изучение структурных и энергетических закономерностей пластической деформации в приповерхностных слоях материалов в сравнении с их внутренними объемными слоями имеет важное значение для развития теории и практики процессов трения, износа и схватывания. При этом следует отметить, что. поверхностные слои кристаллических материалов имеют, как правило, свои специфические закономерности пластической деформации. Так, например, в работе [11 при нагружении монокристаллов кремния через пластичную деформируемую среду силами контактного трения было найдено, что в тонких приповерхностных слоях на глубине от сотых и десятых долей микрона до нескольких микрон величины критического напряжения сдвига и энергии активации движения дислокаций значительно меньше, чем аналогичные характеристики в объеме кристалла. Было также показано [2], что при одинаковом уровне внешне приложенных напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил изображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла. Поэтому поверхностные источники генерируют значительно большее количество дислокационных петель и на большее расстояние от источника по сравнению с объемными источниками аналогичной конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений. Высказывалось также предположение, что облегченные условия пластического течения в приповерхностных слоях обусловлены не только большим количеством легкодействующих гомогенных и различного рода гетерогенных источников сдвига [3], но и различной скоростью движения дислокаций у поверхности и внутри кристалла [2]. Аномальное пластическое течение поверхностных слоев материала на начальной стадии деформации может быть обусловлено действием и ряда других факто-зов, например а) действием дислокационных сил изображения 4, 5] б) различием в проявлении механизмов диссипации энергии на дислокациях, движущихся в объеме кристалла и у его поверхности причем в общем случае это различи е, по-видимому, может проявляться на всех семи фононных ветвях диссипации энергии (эффект фононного ветра, термоупругая диссипация, фонон-ная вязкость, радиационное трение и т. д.) [6], а также на электронной [71 ветви рассеяния вводимой в кристалл энергии в) особенностями атомно-электронной структуры поверхностных слоев и их отличием от объема кристалла, которые могут проявляться во влиянии поверхностного пространственного заряда и дебаевского радиуса экранирования на вели- [c.39]

В изложенной модели роста роль избыточной фазы должна проявляться независимо от того, размещена она на границах зерен или образует изолированные включения в объеме кристаллов. И в том и в другом случаях скопление дислокаций у межфазной поверхности способствует локальному оплавлению без связи с усадочными рыхло-тами. Однако локальное оплавление должно усложнять геометрию межфазной поверхности. В термоциклированных [c.124]

Авторы [515] мессбауэровским и электронно-микроскопическими методами исследовали кинетику перехода никеля в твердый ГЦК-раствор из частиц NisTi. Был обнаружен инкубационный период q и установлена линейная зависимость изменения концентрации никеля A nj при МЛ с истинной деформацией е — К е - 8q), что определяется геометрией частиц и плотностью прошедших через кристалл дислокаций. [c.322]

Рис. 11. Изменение плотности дислокаций N на грани (111) бездислока-ционното в исходном состоянии Si в зависимости от расстояния от поверхности 6 на участках А, В, С (см. врезку) при различных температурах и степенях деформации > (см. рис. 12) 1 - Т = 900°С, е = 0,40% 2 - 850° С, 0,48% 3 - 800° С, 0,57% 4 750° С, 0,98% 5 — 700° С, 1%. Скорость деформации 6 = 1,5 На врезке дана геометрия и кристаллографическая ориентация образца с характерными участками А, В, С, D, Е, F, К, где производились послойные измерения плотности дислокаций

Селективное травление торцовых поверхностей Si после однократного нагружения показывает появления ямок травления, имеющих обычную пирамидальную форму с четко выраженной вершиной и относящихся, по-видимому, к дислокациям, а также ряд более мелких ямок травления с менее выраженной объемной геометрией (рис. 109). При увеличении числа циклов нагружения плотность ямок травления обоих типов существенно увеличивается, причем резко выраженная неоднородность их распределения (см. рис. 109) указывает в данном случае на гетерогенную природу зарождения дислокаций. Они возникают, по-видимому, в местах локальной концентрации напряжений при жестком контакте нагружающей площадки с торцовой поверхностью образца. Для устранения действия локальных концентраторов напряжений на торцах образца нагружение проводилось через пластичные прокладки из Си, А1, РЬ.При этом неоднородность распределения ямок травления по поверхности несколько уменьшалось, количество четких пирамидальньк ямок с резко выраженной вершиной при этом тоже уменьшалось, а количество мелких и плоскодонных ямок увеличивалось. [c.181]

С изложенных позиций легко объясняется появление целого спектра ямок по размеру с более или менее четко выраженной объемной геометрией, и в частности плоскодонных ямок травления. Данный эффект целиком обусловлен малым линейным размером дислокаций, которые частично или полностью вытравливаются в процессе их выявления. Хорошей иллюстрацией в этом случае могут служить так называемые дислокации обработки, появляющиеся после тонких видов шлифовки или полировки порошками типа АСМ-1, rjOs, ZrOj и др. Выявляемые металлографией после таких видов обработки ямки абсолютно не похожи на обычные дислокационные и составляют сплошной фон пустых мелких ямок. И только электронно-микроскопическими исследованиями удается показать присутствие действительно очень большой плотности дислокаций в тонком приповерхностном слое глубиной менее 1 мкм. Аналогичные эффекты возникают при выявлении методом травления ямок ваканслонного типа, т.е. вакансионных кластеров или дислокационных петель, образовавшихся при их захлопывании. Поскольку и здесь существует спектр по размерам кластеров и петель, форма и контрастность ямок будут определяться аналогичными размерными эффектами. [c.185]

Представляют большой интерес результаты исследования влияния примесей на плотность дислокаций в кристаллах, выращенных из расплава. При избирательной кристаллизации кристалл в процессе роста постепенно обогащается примесью, что приводит к увеличению плотности дислокаций. Это явление наблюдали при выращивании кристаллов А1. Д. Е. Овсиенко ссылается на исследование В. А. Тиллера, в котором дан механизм локальной микросег >егац и примеси. Захват примесей растущим кристаллом связан с геометрией грани и происходит неравномерно, в результате чего возникают напряжения из-за различия в па >ам трах решеток. [c.72]

В настоящее время принято считать, что все случайные структуры (например, структура стекла, аморфного металла и др.) обладают специфическими топологически устойчивыми линейными дефектами, которые представляют собой род дисклинаций (вращательных дислокаций) и являются собственными антидефектами [106-—109]. У стекловидных материалов сохраняется ближний порядок, т. е. в них имеется непрерывная трехмерная сетка ближних связей, близких по геометрии и по силе к соответствующим связям кристаллических материалов [99]. Поэтому и локальные объемы [c.109]

На основе конечкоэлементной модели в предположении кусочно-линейных поверхностей текучести и упрочнения дается матричное описание упругопластической системы. Рассматривается ее квазистатическое поведение при воздействии повторно-переменных нагрузок и дислокаций. Изучение охватывает широкий класс законов упрочнения, а также ситуаций, при которых изменения геометрии существенны для условий равновесия, о их влияние может быть выражено с помощью билинейных членов, содержащих исходные напряжения и дополнительные смещения. Установленная система положений предназначается в качестве основы для прикладной теории, характеризующейся высокой степенью общности. Она включает дальнейшее развитие статической (Мелан) и кинематической (Коктер) теорем о приспособляемости, а также методы для ограничения сверху величин перемещений, напряжений и пластических деформаций в условиях приспособляемости. [c.75]

Величину предэкспоненциального множителя для гетерогенного зарождения во всех случаях трудно оценить, так как механизм взаимообмена атомов, образующих эмбрионы, с другими атомами довольно плохо известен. Однако в первом приближении разумно принять, что число атомов, участвующих в процессе зародышеобразования, пропорционально 6/L, 8IL) и (8/L) для зародышей, образующихся на поверхности межзеренных границ, на ребрах зерен и на вершинах зерен соответственно (здесь б — толщина границы, L — средний диаметр зерна). Величина малых числовых множителей, служащих коэффициентами пропорциональности и зависящих от геометрии и взаимного расположения зерен, не известна сам же факт функциональной зависимости числа атомов, участвующих в зарождении, от 6/L несомненен. Число атомов на единицу объема, которые могут принять участие в образовании зародышей на дислокационных линиях, будет равно ар где р представляет собой плотность дислокаций (т. е. общуй длину дислокационных линий в единице объема), а малый численный коэффициент ос дает число атомов в поперечном сечении ядра дислокации. [c.242]

Действие сил зеркального отображения, которые весьма существенно влияют на характер перераспределения и релаксации дислокационной структуры в тонких металлических пленках толщиной порядка ста и более нанометров (именно это обстоятельство и является в настоящее время наиболее серьезным недостатком прямого физического метода исследования структурных дефектов в кристаллах). Кроме того, как показал теоретический анализ, при одинаковом уровне внешних напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил отображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла. В связи с этим поверхностные источники генерируют значительно большее число дислокационных петель и на большее расстояние от источника по сравнению с объемными источниками аналогичных конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений. Поскольку скорость движения дислокаций является функцией эффективного напряжения сдвига, то в приповерхностных слоях кристалла скорость движения дисйокацм может существенно превышать скорость их движения в объеме материала. [c.27]

Естественно предположить, что частицы внедрения способствуют образованию источников. В данном случае природа частицы неизвестна и неизвестно на какой стадии роста частицы образуется дислокационный источник. Вестмакотт и др. предполагают, что дислокационная петля с правильной геометрией и целым вектором Бюргерса может возникать на стадии когерентного выделения частиц по соседству с зоной скопления атомов магния. С другой стороны, Эмбери и Никольсон предполагают, что частицы являются или равновесной р-фа-ЗОЙ (Mg2Alз) или близкой к ней переходной фазой и что исходный источник дислокаций лежит на границе раздела частица — матрица и переползает за счет поглощения сверхравновесных вакансий в область части- [c.309]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...