466 ДЖ ГИЛМАНперпендикулярны дру<strong>г</strong> дру<strong>г</strong>у. В первом случае ионные плоскости, перпендикулярныеЬ, расположены в виде спирально<strong>г</strong>о винта, и такая дислокационнаялиния называется винтовой дислокацией. Ко<strong>г</strong>да Ь и sперпендикулярны, расположение ионов характеризуется лишней ионнойполуплоскостью, как это показано на рис. 6. Эта полуплоскость вставленав кристаллическую структуру так, что искажения около ее нижне<strong>г</strong>о края(центра дислокационной линии) являются весьма резкими. По этой причинетакая дислокация называется краевой дислокацией. Лишняяполуплоскость не обязательно перпендикулярна вектору Бюр<strong>г</strong>ерса.<strong>Т</strong>аким образом, вставленная ионная плоскость (010) (плоскость на рис. 6,вдоль которой белые кружки зачернены) эквивалентна вставленнойплоскости (110).Искаженная кристаллическая решетка вокру<strong>г</strong> винтовой дислокациипредставляет собой совершенно симметричный <strong>г</strong>еликоид. Поэтому винтоваядислокация может дви<strong>г</strong>аться с одинаковой ле<strong>г</strong>костью по любой плоскости.С дру<strong>г</strong>ой стороны, искажение вокру<strong>г</strong> краевой дислокации являетсяасимметричным, так что краевая дислокация имеет определенную связаннуюс ней плоскость скольжения. Кроме то<strong>г</strong>о, краевая дислокация должнадви<strong>г</strong>аться вдоль своей собственной плоскости скольжения из-за то<strong>г</strong>о, чтос ней связана лишняя ионная полуплоскость. Если краевая дислокациябудет дви<strong>г</strong>аться вверх относительно своей плоскости скольжения, ионнаяполуплоскость должна стать короче. Если краевая дислокация движетсявниз относительно плоскости скольжения, полуплоскость должна статьдлиннее. <strong>Т</strong>ак как эти изменения требуют, чтобы ионы добавлялисьили удалялись из полуплоскости, необходима диффузия ионов к этойобласти или от нее. Следовательно, при высоких температурах, ко<strong>г</strong>дапроисходит заметная диффузия, краевые· дислокации мо<strong>г</strong>ут переползатьвверх или вниз от своих плоскостей скольжения путем по<strong>г</strong>лощенияили испускания вакансий ионов от края своих полуплоскостей.Однако при низких температурах такой процесс не можетпроисходить.Ко<strong>г</strong>да линия дислокации не лежит по всей своей длине в одной и той жеплоскости скольжения, она содержит особые конфи<strong>г</strong>урации, называемыепере<strong>г</strong>ибами и ступеньками, которые переводят ее с однойплоскости на дру<strong>г</strong>ую. Пере<strong>г</strong>ибы и ступеньки показаны на рис. 7. <strong>Т</strong>ермин«пере<strong>г</strong>иб» относится к излому в дислокации, лежащему в первичной плоскостискольжения. Поэтому пере<strong>г</strong>ибы ле<strong>г</strong>ко образуются и исчезают прискольжении. Ступеньки представляют собой изломы в линии дислокации,которые не лежат в первичной плоскости скольжения.Ступеньки краевой дислокации мо<strong>г</strong>ут устраняться только путемдобавления или удаления вакансий к краям полуплоскости (рис. 7).С дру<strong>г</strong>ой стороны, ступеньки на винтовых дислокациях мо<strong>г</strong>ут устранятьсяскольжением, но скольжение должно происходить по вторичной плоскостискольжения.Пере<strong>г</strong>ибы и ступеньки на дислокациях мо<strong>г</strong>ут возникать различнымипутями. Например, всякий раз, ко<strong>г</strong>да линия дислокации движется, пере<strong>г</strong>ибыдолжны образовываться вдоль нее в <strong>г</strong>ромадном количестве, так какее участки продви<strong>г</strong>аются на расстояния, кратные вектору Бюр<strong>г</strong>ерса.Поперечное скольжение производит или пере<strong>г</strong>ибы или ступеньки в зависимостиот плоскости, по которой оно происходит. В случае решетки типахлористо<strong>г</strong>о натрия имеется одна первичная плоскость скольжения {110},связанная с каждым вектором Бюр<strong>г</strong>ерса (110). Поэтому, ко<strong>г</strong>да происходитпоперечное скольжение, дислокация скользит по вторичной плоскости,обычно по f 100}. Ступеньки, которые образуются таким образом,представляют собой краевые дислокации, лежащие в плоскостях {100};
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙС<strong>Т</strong>ВА ИОННЫХ КРИС<strong>Т</strong>АЛЛОВ 467следовательно, они не мо<strong>г</strong>ут ле<strong>г</strong>ко скользить при низких температурах.Ступеньки и пере<strong>г</strong>ибы мо<strong>г</strong>ут также образовываться при пересечениидислокаций. После пересечения одной дислокации дру<strong>г</strong>ой в первой дислокацииобразуется ступенька, равная нормальной к плоскости скольженияsПрямаяС пере<strong>г</strong>ибомКраевая дислокацияСо ступенькойА*•** — — — — — —•Прямая С пере<strong>г</strong>ибом Со ступенькойВинтовая дислокацияРис. 7. Пере<strong>г</strong>ибы и ступеньки вдоль линий дислокаций.первой дислокации компоненте вектора Бюр<strong>г</strong>ерса пересекающей дислокации.Кроме ступеньки, в ней также образуется пере<strong>г</strong>иб, равный компонентенектора Бюр<strong>г</strong>ерса,параллельной плоскости скольжения первой дислокации.В ионных кристаллахступеньки имеют особуюважность, так как ино<strong>г</strong>даони обладают зарядом.Впервые это подчеркнулиЗейтц 95 и Мотт, а боteeподробно обсудилиПратт 86 , Эшелби и др. 25 ,Фишбах и Новик 26 иФранк 30 . В дислокацияхfll0}(110) ступеньки мо<strong>г</strong>утбыть или нейтральными,или заряженными. Этовиднопри рассмотрении лишнейполуплоскости {100},связанной с краевой дислокацией(110) (рис. 6 и 8).Край полуплоскости можеткончаться или нечетнымчислом ионныхрядов (рис. 8, а), или четнымчислом ионных рядовΌЗаряженные.НейтральнаяступенькаЗаряженные ступеньки * пере<strong>г</strong>ибыПере<strong>г</strong>ибы без ступенек- Нейтральные ступенькиКраевая дислошия ψί) \_0Ь]ступеньки *• пере<strong>г</strong>ибыРис. 8. Виды ступенек, образующихся при пересечениидислокаций в кристаллах со структуройтипа хлористо<strong>г</strong>о натрия.(рис. 8, б). В первом случае имеется одиннескомпенсированный ион, остающийся у ступеньки, так что она приобретаетзаряд dzq/2, <strong>г</strong>де q —· заряд иона, равный для идеально<strong>г</strong>о одновалентно<strong>г</strong>оионно<strong>г</strong>о кристалла заряду электрона. Во втором случае у краяступеньки имеется нескомпенсированный диполь, но избыточно<strong>г</strong>о заряда