468 дж. ГИЛМАНнет. Пунктирные линии и стрелки на рис. 8 показывают сдви<strong>г</strong>и, которыемо<strong>г</strong>ут производить два типа ступенек.Виды изломов, которые мо<strong>г</strong>ут возникать при различных пересеченияхдислокаций, представлены на рис. 8, в. <strong>Т</strong>ипичная краевая дислокация(011) [011] показана схематично вместе со своей лишней полуплоскостью,лежащей вдоль плоскости (011). Она может пересекаться дислокациямис любым из 12 возможных векторов Бюр<strong>г</strong>ерса, которые указаны на рис. 8, в.Восемь из этих векторов Бюр<strong>г</strong>ерса лежат наклонно к направлению [ΟΓΐΙи дают изломы, состоящие из одно<strong>г</strong>о ряда ионов, т. е. заряженные ступеньки.Два из них расположены нормально к направлению [011] и образуютнейтральные ступеньки. Последние два вектора параллельны [011]и, следовательно, образуют только пере<strong>г</strong>ибы, которые ле<strong>г</strong>ко мо<strong>г</strong>ут бытьустранены при скольжениях.Ступеньки на краевых дислокациях перпендикулярны вектору Бюр<strong>г</strong>ерса,хотя они не лежат в плоскости первоначальной дислокации. Следовательно,они мо<strong>г</strong>ут дви<strong>г</strong>аться при скольжении вместе с основной дислокацией.Ступенька на краевой дислокации может лежать или не лежатьв плоскости, которая эквивалентна первичной плоскости скольжения(т. е. имеет такие же индексы). В последнем случае ступенька будет испытыватьбольшее сопротивление скольжению, чем основная дислокация.В кристаллах типа хлористо<strong>г</strong>о натрия ступенька на дислокации {110}(НО) не может скользить в первичной плоскости из-за то<strong>г</strong>о, что толькоодна плоскость {110} содержит каждое направление (110).В винтовых дислокациях ступеньки лежат перпендикулярно векторуБюр<strong>г</strong>ерса. <strong>Т</strong>аким образом, они являются небольшими участками краевыхдислокаций, и основная дислокация лежит в их плоскостях скольжения.Эти краевые дислокации мо<strong>г</strong>ут ле<strong>г</strong>ко скользить туда и обратно вдольдлины основной дислокации, но для перемещения в направлении движенияосновной дислокации необходимо их переползание. Это означает, что принизких температурах ступеньки не мо<strong>г</strong>ут дви<strong>г</strong>аться. Конечно, наблюдается,что винтовые дислокации со ступеньками перемещаются при низкихтемпературах, но при этом они обязательно оставляют позади себяпары краевых дислокаций, соединяющие основную дислокацию с ее ступеньками.Ко<strong>г</strong>да высота ступеньки составляет одно межатомное расстояние,пара краевых дислокаций отстоит дру<strong>г</strong> от дру<strong>г</strong>а лишь на одно межатомноерасстояние, так что она эквивалентна цепочке вакансий или внедренныхатомов. Ступеньки с большей чем одно межатомное расстояниевысотой образуют две параллельные краевые дислокации противоположно<strong>г</strong>ознака. Они называются «дислокационными диполями».Цепочки вакансий, внедренных атомов или дислокационных диполей,которые лежат в следах движения винтовых дислокаций, мо<strong>г</strong>ут вызыватьважные изменения таких физических свойств, как электропроводность,оптическое по<strong>г</strong>лощение и т. д. Эти эффекты не будут обсуждатьсяв этой статье. Интересующихся читателей мы отсылаем к статьеПратта 8в .При некоторых условиях при пересечении дислокаций происходятреакции с образованием новой дислокации вместо образования ступенек.<strong>Т</strong>акие реакции были рассмотрены в работе 64 *). В решетке типа хлористо<strong>г</strong>онатрия мо<strong>г</strong>ут происходить три вида реакций, дающих дислокациис тремя различными векторами Бюр<strong>г</strong>ерса.*) См. также работу ш*, <strong>г</strong>де рассматривается роль дислокационных реакцийв процессе формирования дислокационной структуры, возникающей в кристаллахтипа NaCl при вдавливании индентора. (Прим. ред.)
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙС<strong>Т</strong>ВА ИОННЫХ КРИС<strong>Т</strong>АЛЛОВ 469Здесь а — параметр решетки. Упру<strong>г</strong>ая энер<strong>г</strong>ия на единицу длины линиидислокации пропорциональна квадрату величины вектора Бюр<strong>г</strong>ерса Ь 2 .a(1)ΎίθΙΓι+ 4-ΐΡήι->α αα [001]a(2) - [01ΊΊ+-[ΪΪΟ]УΊα(3) [Οϊϊ] + ππϊι >211011 ->• -["212 2«2α2"Τ"3α22Следовательно, в реакции (1) упру<strong>г</strong>ая энер<strong>г</strong>ия не изменяется, так каксумма энер<strong>г</strong>ии исходных дислокаций точно равна энер<strong>г</strong>ии дислокации,которая возникает в результате реакции. Кроме то<strong>г</strong>о, смещение кристаллав направлении Ь 3для этой первой реакции [001] создает сильное электростатическоенарушение из-за то<strong>г</strong>о, что рядом будут находиться ионы одно<strong>г</strong>ознака. Следовательно, нет основанийожидать, что этабудет происходить.реакцияРеакция (3) также не будетпроисходить из-за то<strong>г</strong>о, что^з > К Н~ К' Это означает, чтоупру<strong>г</strong>ая энер<strong>г</strong>ия дислокаций приреакции увеличивается и сомнительно,что будет иметь местокакое-либо компенсирующееуменьшениеэнер<strong>г</strong>ий ядер дислокаций.Единственной реакцией, котораяможет происходить, является Рис. 9. Схема дислокационной реакцииреакция (2). При этом происходитсуммарное уменьшение упру<strong>г</strong>ойэнер<strong>г</strong>ии дислокаций, а такжеа / 2[01 Г] + °/ 2fl01] -* a / 2[ll0] в кристаллесо структурой типа хлористо<strong>г</strong>о натрия.вероятное уменьшение энер<strong>г</strong>ий ядер. Последнее уменьшение происходитиз-за то<strong>г</strong>о, что в результате реакции одним дислокационным ядром становитсяменьше. Эта реакция более подробно показана на рис. 9. Дислокации,которые лежат в наклонных первичных плоскостях скольжения,встречаются вдоль направления [111] и объединяются, образуя дислокациюс первичным вектором скольжения, но лежащим в плоскости {112}.Эта результирующая дислокация относительно неподвижна, так какплоскость {НО) не является ее плоскостью скольжения. Роль таких дислокацийв пластическом течении кристаллов NaCl рассмотрена в работе 64 .3. Энер<strong>г</strong>ии линий д и с л о к а ц и й и д и с л о к а ц и о н н ы хступенекВесьма подробные вычисления энер<strong>г</strong>ии дислокации в кристаллах NaClпроделали Хантин<strong>г</strong>тон, Дикки и <strong>Т</strong>омсон 55 . Вычисления разбиты на двечасти, как это обычно делается для дислокаций. <strong>Т</strong>аким образом, энер<strong>г</strong>ияпредставлена в видеЕ АЬЧ(^ В, (5)