486 дж ГИЛМАНно дру<strong>г</strong>ие участки диа<strong>г</strong>рамм напряжение — деформация требуют дальнейше<strong>г</strong>ообсуждения.<strong>Т</strong>ак как напряжение, которое кристалл может выдержать, зависиткак от времени, так и от деформации кристалла, диа<strong>г</strong>раммы напряжение —деформация нельзя рассматривать независимо от динамических условий,при которых они получены. Дру<strong>г</strong>ими словами, для интерпретации диа<strong>г</strong>раммынапряжение — деформация важны характеристики машины, котораяиспользуется для снятия диа<strong>г</strong>раммы. Одним из лучших способов управленияусловиями испытания на сжатие является использование машины,усилие с которой на один конец образца передается непосредственночерез жесткое основание, а на дру<strong>г</strong>ой конец — через сильную пружину.Про<strong>г</strong>иб пружины дает то<strong>г</strong>да величину приложенной на<strong>г</strong>рузки или напряжения.Во время пластическо<strong>г</strong>о течения приложенное напряжение неизменяется резко с увеличением деформации (см. рис. 21), так чтопро<strong>г</strong>иб пружины в машине будет иметь почти постоянную величину,и скорость деформации образца может быть сделана почти постоянной придвижении жестко<strong>г</strong>о основания с постоянной скоростью. Скорость деформацииобразца то<strong>г</strong>да равна просто скорости перемещения основания,деленной на длину образца. Эта методика была использована Джонстономи Гилманом 61для проверки связи между перемещением дислокацийи макроскопическим пластическим течением.Если макроскопическую скорость деформации кристалла выражатьчерез перемещения дислокаций, получится уравнение (9). Используя кристаллыLiF, для которых уже была измерена скорость ν как функция напряжения,Джонстон и Гилман рассчитали ν из уравнения (10) для условий,ко<strong>г</strong>да были известны приложенное напряжение, скорость деформациии плотность дислокаций. В пределах экспериментальной ошибки рассчитаннаявеличина ν была равна непосредственно измеренной величине.Следовательно, была установлена отчетливая связь между теорией дислокацийи макроскопической пластичностью.1. Напряжение текучести. Напряжения текучести ионныхкристаллов первоначально определяются как напряжения, необходимыедля движения дислокаций в этих кристаллах, т.е. как предел текучестина рис. 13. Это было доказано β1тем, что, как оказалось, макроскопическоенапряжение текучести кристаллов линейно зависит от напряжения,требуемо<strong>г</strong>о для то<strong>г</strong>о, чтобы вызвать заметное движение свежихдислокаций в том же кристалле. <strong>Т</strong>аким образом, напряжение текучестинеопределяется:а) напряжением, необходимым для отрыва дислокаций от атмосферпримесей;б) напряжением, необходимым для проталкивания дислокаций через«лес» дру<strong>г</strong>их дислокаций;в) напряжением, необходимым для действия источников Франка —Рида.Скорее оно определяется сопротивлением трения, которое кристаллическаярешетка оказывает движению дислокаций.<strong>Т</strong>ак как скорость ν очень чувствительна к приложенному напряжениюсдви<strong>г</strong>а (см. рис. 13), а скорость деформации в пластической областипропорциональна υ (уравнение (10) ), скорость деформации очень чувствительнак приложенному напряжению, а напряжение текучести должнобыть весьма нечувствительно к приложенной скорости деформации.Это было подтверждено экспериментально 37 .Предел текучести ионных кристаллов очень чувствителен к темпераруре,как это показано на рис. 22, особенно при низких температурах.
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙС<strong>Т</strong>ВА ИОННЫХ КРИС<strong>Т</strong>АЛЛОВ 487Это отражает чувствительность движения дислокаций к изменениям температуры,как показано на рис. 15. Однако можно заметить, что толькочасть напряжения текучести сильно зависит от температуры. Это следуетиз то<strong>г</strong>о, что кривые для различныхкристаллов LiF идут параллельно дру<strong>г</strong>дру<strong>г</strong>у при изменении напряжения с температурой.<strong>Т</strong>аким образом, разностьвозрастающей «твердости» двух кристалловпочти не зависит от температуры.В случае, который показан нарис. 22, разность твердости обусловленаразличным содержанием примесейв кристаллах, но то же самоенаблюдалось и в кристаллах с различнойтвердостью после облучения зв . Возможноеобъяснение это<strong>г</strong>о заключаетсяв том, что часть напряжения течения,зависящая от температуры, связанас короткодействующими силами взаимодействиямежду дислокациями иатомами кристаллической решетки всоответствии с выражением (8), в товремя как часть, не зависящая от температуры,обусловлена относительнодлиннодействующими флуктуациямивнутренне<strong>г</strong>о напряжения. Эта последняячасть лишь слабо изменяется с температуройнастолько, насколько с температуройменяются упру<strong>г</strong>ие постоянные 39 .100 200<strong>Т</strong>емпература, 'КРис. 22. Изменение предела текучестиионных кристаллов с температурой.Примеси также влияют на напряжение текучести. На рис. 23 приведеныданные Эднера 22 , Шёнфельда 93и Мета<strong>г</strong>а 76 , которые показывают0,1 ОЯ 0,3 ОА 05 0£ 0,7Кпт<strong>г</strong>честбо введенно<strong>г</strong>о хлорида, иол '/.0,3 1,0Рис. 23. Упрочнение кристаллов хлористо<strong>г</strong>о натрия одновалентнымии двухвалентными растворимыми примесями.К, Са, Ва—данные 22 ; Sr—данные 9 3; Си, Ag, ΤΙ, РЬ—данные'в.увеличение предела текучести, вызываемое примесями, причем двухвалентныепримеси примерно на два порядка величин более эффективны,чем одновалентные примеси. Бассани и <strong>Т</strong>омпсон 7объясняют этотэффект ми<strong>г</strong>рацией примесных ионов или вакансий положительных ионов