496 ДЖ. ГИЛМАНКо<strong>г</strong>да трещина через ионный кристалл распространяется медленно,ее движение не является упру<strong>г</strong>им, потому что около вершины трещинызарождаются дислокации. Это было показано в кристаллах LiF Гилманом38 , использовавшим для выявления дислокаций методику избирательно<strong>г</strong>отравления, в кристаллах NaCl — Форти 28 , который использовалступени скола для обнаружения дислокаций, и в кристаллах КС1 — Амелинксом5 , применявшим метод декорирования *). Гилман и др. 40измеряликритическую скорость, ниже которой происходит зарождение дислокаций.Она оказалась равной около 6-10 3см/сек при комнатной температурев кристаллах LiF, но не мо<strong>г</strong>ла быть точно определена без определениятакже и предела текучести кристалла. При скоростях ниже около3 · 10 3 см/сек распространение трещин в кристаллах LiF происходит неустойчиво,т. е. скорости трещин осциллируют от высоких до низких значений.Каждый раз, ко<strong>г</strong>да они понижаются, образуются <strong>г</strong>руппы дислокаций.Если проходит достаточно времени после то<strong>г</strong>о, как движущаяся трещиназародила дислокации, последние мо<strong>г</strong>ут вызвать значительную пластическуюдеформацию, тем самым вызывая большое по<strong>г</strong>лощение энер<strong>г</strong>иидвижущейся трещины.2. Влияние температуры. Энер<strong>г</strong>ия, которая по<strong>г</strong>лощаетсяпри ударных испытаниях, является мерой сопротивления распространениютрещины через вещество. Джонстон и др. в0измерили сопротивленияудару различных ионных кристаллов и нашли, что они являются температурночувствительными.Выше определенной «температуры перехода»,которая зависит от скорости деформации, кристаллы по<strong>г</strong>лощают большиеколичества энер<strong>г</strong>ии до то<strong>г</strong>о, как они раскалываются на два куска. В стержнях,которые ударяются о наковальню так, что наибольшая скоростьдеформации равна около 40 сек' 1 , энер<strong>г</strong>ия начинает по<strong>г</strong>лощаться при следующихтемпературах:КристаллΤι, °CTj/Гпл**)fell1700400370—2000,70,60,60,1Можно видеть, что имеется значительная разница между свойствамиAgCl и дру<strong>г</strong>их кристаллов. Далее, температура, при которой MgO, LiFи NaCl начинают показывать какую-то вязкость, велика по сравнениюс большинством металлов.Главной причиной, из за которой повышение температуры увеличиваетвязкость кристаллов, является увеличение подвижности дислокаций,или, дру<strong>г</strong>ими словами, уменьшение предела текучести кристалла.Однако в настоящее время не совсем ясно, является ли это единственнымважным результатом повышения температуры.3. Влияние микроструктуры. Ко<strong>г</strong>да трещина проходитчерез кристалл, на своем пути она часто встречает дефекты, имеющиесяв кристалле. Некоторые из этих дефектов, такие, как вакансии и примесныеатомы, по-видимому, мало влияют на распространение трещин.*) См. также работу Ш*. (Прим. ред.)**) <strong>Т</strong>{ — температура, выше которой по<strong>г</strong>лощается измеримая величина энер<strong>г</strong>ии;<strong>Т</strong> Г/<strong>Т</strong>„ Л— отношение этой температуры к абсолютной температуре плавления.(Прим. ред.)
наименьшую поверхностную энер<strong>г</strong>ию. При определенных условиях наблюдаютсятакже вторичные плоскости скола {110}, но автору неизвестныслучаи скола по плоскостям {111}. Скол по плоскостям {111} не происходитпотому, что эти плоскости не являются электростатически нейтральными,так что при отделении их дру<strong>г</strong> от дру<strong>г</strong>а выделяется большое количествоэлектростатической энер<strong>г</strong>ии.Рассчитанные и измеренные величины поверхностной энер<strong>г</strong>ии даныв табл. VI. Можно видеть, что различные методы расчета со<strong>г</strong>ласуются дру<strong>г</strong>с дру<strong>г</strong>ом только по порядку величины.<strong>Т</strong>аблица VIПоверхностные энер<strong>г</strong>ии плоскостей {100} ионных кристалловКристаллтеорияЭнер<strong>г</strong>ия, эр<strong>г</strong>/см^экспериментMgOLiFNaClKCl1362 20700 53, 169И277 20, 155»', 130*', 188U256 20, 134", 195П21200 *«340 «356—406' 2 , 27611*, 300 68, 366 57Недавние расчеты 112 с использованием модели жестких сфер Борна —Майера показали, что следует ожидать разницы между поверхностнымиэнер<strong>г</strong>иями плоскостей {001} и плоскостей {110}:LiF NaCl KCl KBr KJПл. {001} (эр<strong>г</strong>/см*): 169 188 163 151 136Пл. {110} (эр<strong>г</strong>/см 2 ): 832 445 352 317 274Можно видеть, что разница в энер<strong>г</strong>иях уменьшается по мере увеличениямежионно<strong>г</strong>о расстояния, но плоскости все<strong>г</strong>да имеют наименьшуюэнер<strong>г</strong>ию. Как и раньше, модель жестких сфер успешно предсказываетнаблюдаемые свойства.От редактора перевода. В обзоре Дж. Гилмана неполно освещен вклад советскихученых в проблему прочности и пластичности ионных кристаллов. Советскими учеными,и в первую очередь академиком А. Ф. Иоффе и е<strong>г</strong>о мно<strong>г</strong>очисленными учениками, вложено<strong>г</strong>ромный труд в изучение ионных кристаллов. Ими были начаты первые определяющиеработы, установлены основные факты и направления исследования в этойобласти физики, на мно<strong>г</strong>о лет вперед определившие пути ее развития. Для устраненияэто<strong>г</strong>о недостатка к обзору прила<strong>г</strong>ается дополнительный, правда, далеко не исчерпывающийсписок литературы.Здесь мы обратим внимание на некоторые работы, не рассмотренные Гилманом.Эти работы, однако, представляют значительный интерес в связи с тем, что рассмотренныев них вопросы интенсивно разрабатываются в настоящее время.<strong>Т</strong>ак, цитируя работу ι°°, первую из серии исследований, посвященных открытиюи изучению явления искусственно<strong>г</strong>о сдви<strong>г</strong>ообразования, Гилман не обсуждаетрезультатов последующих работ этой серии 28-34 Однако нетрудно убедиться, чтов этих работах с помощью поляризационно-оптических методов установлен ряд фундаментальныхфактов, относящихся к явлению сдви<strong>г</strong>ообразования. Например, былаоткрыта двухстадийность процесса сдви<strong>г</strong>ообразования. Под этим понимается то, чтовозможность образования видимых сдви<strong>г</strong>ов требует наличия центров <strong>г</strong>енерации сдви<strong>г</strong>ов— «зародышей сдви<strong>г</strong>ов». Условия осуществления обеих стадий существенно отличны.Центры <strong>г</strong>енерации сдви<strong>г</strong>ов появляются при значительных локальных напряжениях,которые мо<strong>г</strong>ут возникать в кристаллах, в особенности вблизи поверхности,даже при крайне деликатных прикосновениях к ним. Рост же «зародышей сдви<strong>г</strong>ов»и их превращения в видимые сдви<strong>г</strong>и происходит при весьма малых напряжениях,соответствующих пределу упру<strong>г</strong>ости. <strong>Т</strong>ем самым был установлен физический смыслпредела упру<strong>г</strong>ости как напряжения, при котором становится возможным рост имеющихсяв кристалле «зародышей сдви<strong>г</strong>ов».Кроме то<strong>г</strong>о, в этих работах описывается мно<strong>г</strong>о дру<strong>г</strong>их важных и интересных наблюдений,относящихся к механизму пластичности и не нашедших еще свое<strong>г</strong>о истолкования.