18.4. Дислокации

18.4.1. Дифракционные эффекты.

Поскольку обычные дифракционные методы и другие методы получения изображений нечувствительны к деталям конфигураций атомов вокруг ядра дислокации, обычно оказывается достаточным рассмотреть простую классическую модель поля деформаций дислокации, в основе которой лежит макроскопическая теория упругости. Рассмотрение часто ограничивают дополнительным допущением изотропности упругих свойств материала.

Для винтовой дислокации вектор Бюргерса параллелен линии дислокации. Смещения атомов происходят в направлении и уменьшаются обратно пропорционально расстоянию от линии дислокаций. Расстояние между атомными плоскостями, параллельными линии дислокаций, предполагается неизменным.

Чисто краевую дислокацию можно рассматривать как край дополнительной полуплоскости атомов. Вектор Бюргерса перпендикулярен этой дополнительной полуплоскости и, таким образом, перпендикулярен линии дислокаций. Расстояния между атомными плоскостями, перпендикулярными линии дислокаций, сохраняются. В пределах этих плоскостей смещения атомов имеют компоненты параллельные перпендикулярные где

Здесь угол, измеряемый от направления, перпендикулярного дополнительной полуплоскости, расстояние от линии дислокаций, коэффициент Пуассона для данного материала.

Задача кинематической дифракции от игольчатого кристалла, обладающего осевой винтовой дислокацией, была разработана Вильсоном [396], который показал, что точки обратной решетки уширяются в диски, перпендикулярные оси дислокаций; направление оси было принято совпадающим с осью с. Соответственно ширина таких дисков увеличивалась с ростом где вектор Бюргерса, соответствующий индекс. Максимумы обратной решетки для не подвергались влиянию дислокации. Аналогичные результаты были также получены для чисто краевой и смешанной дислокаций (см. [265]).

Наблюдать указанные дифракционные эффекты, используя рентгеновские лучи, довольно трудно, поскольку объемы образцов, подвергающиеся воздействию одной дислокации, слишком малы, чтобы вызвать измеримые интенсивности. В большинстве материа лов, содержащих большое число дислокаций, их ориентации могут оказаться более или менее случайными или же в результате сегрегации образуются дислокационные сетки. Эти последние формируют границы зерен с малоугловым рассеянием. В результате мы переходим к дифракции от мозаичного кристалла или от кристалла с внутренними деформациями. В каждом случае влияние этих эффектов на интенсивности можно оценить статистически Недавно было обнаружено, что в некоторых материалах параллельное расположение дислокаций может обладать достаточной регулярностью, чтобы привести к образованию сверхструктуры. Сасс и его сотрудники предложили использовать измерение интенсивностей сверхструктурных отражений как основу для структурного анализа, результатом которого было бы определение точного расположения атомов вокруг дислокаций.

В настоящее время представляется вполне возможным получать электронограммы от игольчатых кристаллов с винтовыми дислокациями [70] или от небольших областей тонких кристаллов, содержащих отдельные дислокации любого типа [57, 97]. Однако экспериментальные трудности и неоднозначная интерпретация интенсивностей, сильно зависящих от динамической дифракции, до сих пор не позволили провести детального исследования этими методами.