474 ДЖ. ГИЛМАНнеобходимое для ускорения дислокации, очень мало по сравнению с расстоянием,которое проходит движущаяся дислокация на рис. 12 *).Рис. 12. Перемещение отдельной дислокации в кристаллахLiF, обнаруживаемое методом избирательно<strong>г</strong>о травления.Кристалл был протравлен для то<strong>г</strong>о, чтобы покааать начальное положениедислокации. Затем было приложено напряжение для перемещениядислокации, и кристалл вновь был протравлен. Дислокациязаняла новое положение (остроконечная ямка травления) (Х830).Путем приложения импульсов напряжения к кристаллам (импульсыизменялись по длине от 10" в до 10 5 сек и по амплитуде от 0,2 до 20,0 кГ/мм <strong>г</strong> )Джонстон и Гилман 61измерили10скорости движения дислокаций,10которые менялись примерно отСкорость збуяа10 межатомных расстояний вЮсекунду до более чем 10 12 межатомныхрасстояний в секунду.£/»Их результаты для определенно<strong>г</strong>окристалла показаны нарис. 13 и 14. Можно использоватьдва способа построения/ /- &инто6ыеI / дислокациикривой. По первому экспериментальныеданные прямо наносятсяна <strong>г</strong>рафик в ло<strong>г</strong>ариф-fΊмическом масштабе (рис. [13).Второй способ показывает, чторезультаты можно описать аналитическипосредством соотношенияία -*видаιο~т ,-7 Краевые удислокации ~~~// /fit-JLij ПределИ— текучестиГ,,Sfmsmwwι ι ι ι<strong>г</strong>де V — средняя скорость дис-τ — приложенное на-<strong>г</strong> з *> 5 6?83w <strong>г</strong>о замлокации,пряжение сдви<strong>г</strong>а, а А и V o—постоянные (рис. 14).На рис. 13 можно видеть несколькоособенностей движенияПриложенное напряжение сдбу<strong>г</strong>а Х,кГ/мм <strong>г</strong>Рис. 13. Скорости движения дислокаций втипичном кристалле LiF.дислокаций. Во-первых, до то<strong>г</strong>о как дислокации будут дви<strong>г</strong>аться в кристаллес обнаруживаемой скоростью, к нему необходимо приложить определен-*) Как показано в 126*, движение дислокации является не непрерывным, а скачкообразным,причем после каждо<strong>г</strong>о скачка дислокация определенное время остаетсянеподвижной. (Прим. ред.)
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙС<strong>Т</strong>ВА ИОННЫХ КРИС<strong>Т</strong>АЛЛОВ 475ное критическое напряжение (называемое пределом текучести). Во-вторых,скорость увеличивается очень быстро при небольшом увеличении напряжения.В-третьих, краевые составляющие дислокационных петель движутся<strong>г</strong>ораздо быстрее, чем винтовые составляющие (примерно в 50 раз).Наконец, ко<strong>г</strong>да скорости дислокаций приближаются к скорости звука,значительно более быстро возрастающее напряжение должно быть приложенок дислокациям, чтобы поддерживать их движение с постояннойскоростью. Дру<strong>г</strong>ими словами, вероятно, скорость звука является тойпредельной скоростью, которую скорость дислокаций не может превзойти.Это предсказывается теорией 24 , так как дислокации являются упру<strong>г</strong>иминарушениями и, следовательно, недолжны дви<strong>г</strong>аться быстрее, чем упру<strong>г</strong>иеволны при обычных условиях.Как уже ранее отмечалось, скорости,показанные на рис. 13, являютсяскоростями равномерно<strong>г</strong>о движения.Следовательно, вся работа, котораяпроизводится силами, перемещающимидислокации, рассеиваетсяпри движении дислокации (<strong>г</strong>лавнымобразом в виде тепла). Сила, действующаяна дислокацию за счет приложенно<strong>г</strong>онапряжения сдви<strong>г</strong>а τ,равна тЬ, <strong>г</strong>де Ь—вектор Бюр<strong>г</strong>ерса 1в ,так что работа, совершаемая при перемещениидислокации на один векторБюр<strong>г</strong>ерса, равна rb 2(эр<strong>г</strong>/см длиныдислокации). <strong>Т</strong>аким образом,можно считать (с точностью до постоянно<strong>г</strong>омножителя), что кривые-100 4 6 8 10 1?ΐ/τ,10 β см <strong>г</strong> /днРис. 14. Скорость движения винтовыхдислокаций в кристалле LiF.Кривая подчиняется зависимостина рис. 13 соответствуют энер<strong>г</strong>ии, V=105 exp (-16,8·108/τ), <strong>г</strong>де V-в см/сек,а τ — в дн/см%.рассеиваемой движущимися дислокациямипри различных скоростях.В кристаллах MgO скорости движения дислокаций качественно так жезависят от напряжения, как и в кристаллах LiF (Джонстон, неопубликованныеданные), так что последние кристаллы не являются исключительными,но мо<strong>г</strong>ут рассматриваться как более или менее типичные ионныекристаллы *).Результаты, приведенные на рис. 13, получены для данно<strong>г</strong>о кристаллаLiF, который прошел определенную термическую обработку, был на<strong>г</strong>руженопределенным образом и изучен при комнатной температуре. Былоисследовано несколько факторов, которые мо<strong>г</strong>ут влиять на скоростидвижения дислокаций в кристаллах LiF: а) температура β1 ; б) термическаяобработка 60 **); в) облучение 39 .Основной результат их действия, показанный на рис. 15, заключаетсяв равномерном сдви<strong>г</strong>е кривых «скорость движения дислокаций — напряжениесдви<strong>г</strong>а» вдоль координаты напряжения. <strong>Т</strong>аким образом, различныеобработки не влияют на ход кривых только при одной скорости или в узком*) Скорости движения дислокаций в кристаллах NaCl примерно так же зависятот напряжения, как и в кристаллах LiFi 27 *, однако экспериментальные данные,полученные на кристаллах NaCl, нельзя описать аналитическим соотношением (7).(Прим. ред.)**) Влияние термической обработки на движение дислокаций в кристаллах NaClизучалось в 128 *. (Прим. ред.)9*