Динамическая деформация элементов дислокационной стенки
Исследовано движение трех краевых дислокаций, расположенных в плоскости, перпендикулярной их плоскостям скольжения, в кристалле, содержащем хаотически распределенные точечные дефекты. Получено выражение для величины смещения дислокаций из этой плоскости в процессе движения и условие отрыва дислокаци...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Datum: | 2003 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2003
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168028 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки / В.В. Малашенко // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 4. — С. 89-92. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859983801290063872 |
|---|---|
| author | Малашенко, В.В. |
| author_facet | Малашенко, В.В. |
| citation_txt | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки / В.В. Малашенко // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 4. — С. 89-92. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Исследовано движение трех краевых дислокаций, расположенных в плоскости, перпендикулярной их плоскостям скольжения, в кристалле, содержащем хаотически распределенные точечные дефекты. Получено выражение для величины смещения дислокаций из этой плоскости в процессе движения и условие отрыва дислокаций от данной дислокационной системы.
The motion of three edge dislocations located in the plane perpendicular to their slip planes has been investigated for a crystal containing chaotically distributed point defects. An expression has been obtained for the value of dislocation displacement from that plane during their motion, a condition of dislocation separation from the dislocation system has been determined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:28:07Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 4
89
PACS: 61.72.Ji, 61.72.Lk
В.В. Малашенко
ДИНАМИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ
ЭЛЕМЕНТОВ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТЕНКИ
Донецкий национальный технический университет
83000, г. Донецк, ул. Артема, 58
Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины
83114, г. Донецк, ул. Р. Люксембург, 72
Статья поступила в редакцию 25 сентября 2003 года
Исследовано движение трех краевых дислокаций, расположенных в плоскости, пер-
пендикулярной их плоскостям скольжения, в кристалле, содержащем хаотически
распределенные точечные дефекты. Получено выражение для величины смещения
дислокаций из этой плоскости в процессе движения и условие отрыва дислокаций
от данной дислокационной системы.
Как известно, поликристаллы состоят из значительного количества моно-
кристаллических зерен, разделенных границами. Однородное распределение
краевых дислокаций с параллельными векторами Бюргерса неустойчиво от-
носительно образования дислокационной стенки, плоскость которой перпен-
дикулярна этим векторам [1,2]. Дислокационная стенка – довольно устойчи-
вое образование, возникающее в процессе полигонизации. Поскольку ее по-
явление приводит к разориентации двух частей кристалла, она представляет
собой модель границы двух блоков или субзерен. Это так называемая грани-
ца наклона. Благодаря подвижности дислокаций она является скользящей.
Под действием внешних напряжений эта граница может перемещаться, что
приводит к изменению структуры поликристалла.
В настоящей работе исследуется движение трех краевых дислокаций, рас-
положенных в плоскости, перпендикулярной их плоскостям скольжения. Та-
кую дислокационную систему можно считать элементом дислокационной
стенки. Целью данной работы является изучение закономерностей влияния
примесей, вакансий и других точечных дефектов на характер движения эле-
мента дислокационной стенки в кристалле, а также выяснение условий, при
которых исследуемый элемент может быть разрушен.
Рассмотрим три бесконечные краевые дислокации, движущиеся под дей-
ствием постоянного внешнего напряжения 0 в поле точечных дефектов,
случайным образом распределенных в объеме кристалла. Линии дислокаций
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 4
90
параллельны оси OZ, их векторы Бюргерса параллельны оси OX, в положи-
тельном направлении которой происходит скольжение дислокаций с посто-
янной скоростью v (рис. 1,а). Расстояние между плоскостями скольжения
обозначим через а (для простоты будем считать эти расстояния одинаковы-
ми). Дислокации могут совершать малые колебания в своих плоскостях
скольжения, т.е. в плоскости XOZ и параллельных ей плоскостях.
а б
Рис. 1. Деформация движущегося элемента дислокационной стенки
Как было показано в работах [3,4], взаимодействие дислокаций между со-
бой приводит к перестройке спектра дислокационных колебаний – в нем по-
является щель, величина которой определяется силой дислокационного взаи-
модействия, т.е. зависит от расстояния между дислокациями и упругих кон-
стант кристалла. Поскольку результирующая сила, действующая на дислока-
цию 2, отличается от сил, действующих на дислокации 1 и 3, различной бу-
дет и величина щели в их спектрах, а следовательно, и силы, действующие на
эти дислокации со стороны точечных дефектов. Это, в свою очередь, может
привести к тому, что при определенных значениях скорости и концентрации
дефектов в процессе движения возникнет дислокационная конфигурация,
изображенная на рис. 1,б, т.е. искривление исследуемого элемента стенки,
которое можно назвать динамической деформацией. При высоких скоростях
скольжения и больших концентрациях дефектов возможна ситуация, когда
представленная конфигурация дислокаций потеряет устойчивость и дислока-
ция 2 оторвется от данного элемента.
Положение дислокации определяется функцией ),(),( tzwvttzX , где
),( tzw – случайная величина, среднее значение которой по ансамблю дефек-
тов и расположению элементов дислокации равно нулю.
Движение каждой дислокации описывается уравнением
),(
),(),(),( )(
dis02
2
2
2
2
zwvtFb
z
tzX
c
t
tzX
t
tzX
m d
xy
.
Здесь )(d
xy компонента тензора напряжений, создаваемых дефектами на
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 4
91
линии дислокации,
N
i
d
ixy
d
xy
1
)(
,
)( ; m масса единицы длины дислокации; N
число дефектов в кристалле; disF сила взаимодействия данной дислока-
ции с двумя другими.
Сила торможения дислокации точечными дефектами
zxxyx pvpppp
m
nb
F 22223
2
2
)(d
8
.
Здесь zp спектр дислокационных колебаний, 222
zz pcp (где
щель в спектре, c – скорость распространения в кристалле поперечных
звуковых волн); n – объемная концентрация точечных дефектов. Воспользо-
вавшись результатами работы [3], получим выражения для активаций, возни-
кающих в спектре каждой дислокации благодаря их взаимодействию между
собой:
0
31
ln
225.1
rRa
c
,
0
2
ln
22
rRa
c
,
где R – величина порядка размеров кристалла, r0 – длина дислокации. Так как
величина активаций различна, то различны и величины сил торможения, дей-
ствующих на дислокации 1, 3 и дислокацию 2. В результате эти дислокации
уже не могут в процессе движения находиться в одной плоскости (рис. 1,б)
возникает смещение, которое мы обозначим через S. Его величина определя-
ется следующим выражением:
a
F
vBB
S
1
21 ,
где
42
225
0
3 di
i
Rmc
bn
B
(i = 1, 2),
a
b
F
)1(4
2
1
.
Здесь Bi константы торможения первой и второй дислокаций точечными
дефектами; n0 безразмерная концентрация дефектов, n0 = nb3; модуль
сдвига; Rd величина порядка радиуса дефекта; коэффициент Пуассона.
Исследуя знак производной силы взаимодействия дислокаций по коорди-
нате х, можно убедиться, что при S < a0 (где a0 0.5a) сила притяжения дис-
локаций увеличивается с ростом S, т.е. образовавшаяся дислокационная кон-
фигурация обладает динамической устойчивостью. При S > a0 производная
становится отрицательной, т.е. дальнейшее увеличение смещения приводит к
уменьшению силы притяжения и дислокация отрывается от стенки.
Таким образом, критические значения параметров, при которых может
произойти отрыв второй дислокации, определяются условием
121 5.0 FvBB .
Физика и техника высоких давлений 2003, том 13, № 4
92
Грубые оценки показывают, что такой отрыв возможен лишь в случае пре-
дельно высоких скоростей и концентраций примеси, т.е. n0 ~ 10,
v ~ 10c, a ~ 10b. Однако для окончательного решения вопроса о возможно-
сти разрушения исследуемой дислокационной конфигурации необходим бо-
лее точный учет перестройки спектра дислокационных колебаний в процессе
движения элемента стенки. При экспериментальной проверке полученных
результатов необходимо учесть, что при температурах, превышающих тем-
пературу Дебая, основной вклад в динамическое торможение дислокаций
вносят фононные механизмы диссипации, и прежде всего так называемый
фононный ветер. Исследуемый в настоящей работе эффект может проявиться
в случае, когда доминирующим механизмом рассеяния энергии движущихся
дислокаций является их взаимодействие с различными точечными дефекта-
ми, поэтому при выборе конкретного кристалла и температурной области
необходимо сопоставить величину констант фононной вязкости с константа-
ми демпфирования, обусловленными торможением на дефектах.
Полученные результаты открывают возможность дальнейшего исследова-
ния динамики дислокационных стенок, в том числе и в магнитоупорядочен-
ных кристаллах, что представляет как академический, так и сугубо практиче-
ский интерес.
1. Дж. Хирт, И. Лоте, Теория дислокаций, Атомиздат, Москва (1972).
2. В.И. Альшиц, В.Л. Инденбом, УФН 1, 3 (1975).
3. В.В. Малашенко, Т.И. Малашенко, ФТВД 12, № 2, 57 (2002).
4. В.В. Малашенко, ФТВД 12, № 3, 127 (2002).
V.V. Malashenko
DYNAMIC DEFORMATION OF DISLOCATION-WALL ELEMENTS
The motion of three edge dislocations located in the plane perpendicular to their slip planes
has been investigated for a crystal containing chaotically distributed point defects. An ex-
pression has been obtained for the value of dislocation displacement from that plane during
their motion, a condition of dislocation separation from the dislocation system has been
determined.
Fig. 1. Deformation of dislocation-wall moving element
ДИНАМИЧЕСКАЯ ДЕФОРМАЦИЯ �ЭЛЕМЕНТОВ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТЕНКИ
DYNAMIC DEFORMATION OF DISLOCATION-WALL ELEMENTS
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-168028 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:28:07Z |
| publishDate | 2003 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Малашенко, В.В. 2020-04-19T17:04:59Z 2020-04-19T17:04:59Z 2003 Динамическая деформация элементов дислокационной стенки / В.В. Малашенко // Физика и техника высоких давлений. — 2003. — Т. 13, № 4. — С. 89-92. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 61.72.Ji, 61.72.Lk https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168028 Исследовано движение трех краевых дислокаций, расположенных в плоскости, перпендикулярной их плоскостям скольжения, в кристалле, содержащем хаотически распределенные точечные дефекты. Получено выражение для величины смещения дислокаций из этой плоскости в процессе движения и условие отрыва дислокаций от данной дислокационной системы. The motion of three edge dislocations located in the plane perpendicular to their slip planes has been investigated for a crystal containing chaotically distributed point defects. An expression has been obtained for the value of dislocation displacement from that plane during their motion, a condition of dislocation separation from the dislocation system has been determined. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Динамическая деформация элементов дислокационной стенки Динамічна деформація елементів дислокаційної стінки Dynamic deformation of dislocation-wall element Article published earlier |
| spellingShingle | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки Малашенко, В.В. |
| title | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки |
| title_alt | Динамічна деформація елементів дислокаційної стінки Dynamic deformation of dislocation-wall element |
| title_full | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки |
| title_fullStr | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки |
| title_full_unstemmed | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки |
| title_short | Динамическая деформация элементов дислокационной стенки |
| title_sort | динамическая деформация элементов дислокационной стенки |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168028 |
| work_keys_str_mv | AT malašenkovv dinamičeskaâdeformaciâélementovdislokacionnoistenki AT malašenkovv dinamíčnadeformacíâelementívdislokacíinoístínki AT malašenkovv dynamicdeformationofdislocationwallelement |