1963 г. Июль Т. LXXX, вып. 3 УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК ...

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ47 IТаким образом, можно видеть, что большая часть энергии линиидислокации заключена в ее упругом поле, если только дислокация не находитсявблизи поверхности или другой дислокации. Полезно сравнитьэнергию линии дислокации с энергией кристаллической решетки, составляющейпримерно 8 эв/мол. Далее, по данным Куросава 67 , энергия парывакансий в NaCl равна 2,2 эв. Ее можно сравнить с относительно небольшойэнергией ядра дислокаций. Другой интересной величиной является поверхностнаяэнергия NaCl, равная около 0,15 эв/пару ионов поверхности 97 .Экспериментально энергия линии дислокации в кристаллах былаполучена Гилманом 38 и Гилманом и Джонстоном 37 путем определениянаименьшего размера дислокационной полупетли, которая может существоватьв кристалле, когда концы полупетли выходят на поверхность.Петля, которая находится у поверхности кристалла, выталкивается наружуза счет собственного линейного натяжения, так как петля может укорачиватьсяпутем движения к поверхности. Однако она не может двигаться,если только действующее на нее напряжение не превышает сопротивлениерешетки движению дислокации. Следовательно, существует критическийрадиус такой петли, при котором напряжение благодаря линейному натяжениюкак раз уравновешивается сопротивлением решетки. Полупетляу поверхности кристалла ведет себя, как целая петля, потому что надповерхностью кристалла существует связанная с полупетлей, находящейсяв кристалле, дислокация «изображения»; последняя необходимадля того, чтобы удовлетворить условиям равновесия упругих напряженийна поверхности кристалла. Если Τ — линейное натяжение (энергия наединицу длины), то напряжение τ, которое необходимо, чтобы петлядиаметром D не захлопнулась, равноIT ....τ = ^ Γ. (b)Таким образом, если сопротивление решетки движению дислокацииравно Хр, условием сохранения петли у поверхности кристалла являетсяЛинейное натяжение зависит от размера петли, так как поле напряженийсегмента петли распространяется на расстояние, равное примерно D.Согласно оценке 38линейное натяжение в LiF равноKb 2 Ы-£- + С = 3,6-10~ 5 In — ^ +1,9-ΙΟ" 8 [эрг/см],ΖΓο 11,4Агде К— средняя упругая постоянная, рассчитываемая из теории упругостианизотропных сред и равная 4,4· 10 10дн/см 2 , Ъ = 2,85 А, г 0— 2ЬΆ С — энергия ядра дислокации в LiF. Оказалось, что петли у поверхностикристаллов LiF, диаметр которых меньше примерно 4·10~ 4см.внезапно появлялись на поверхности. Согласно вышеприведенному условию,это означает, что τ ρдолжно быть равно приблизительно 500 Г/мм 2 .и эта величина как раз и наблюдается в LiF. Следовательно, можно сделатьвывод, что подсчитанная величина для линейного натяжения примерносправедлива, а теория, дающая энергию дислокаций, приблизительноподтверждается для ионных кристаллов.Подробной теории, относящейся к подсчету энергии ступенекна линиях дислокаций, еще не существует *). Кажется разумным, однако,Подсчет энергии ступенек дан недавно в работе ι 22 *. (Прим. ред.)