Дефекты в кристаллах: классификация дефектов, движение, взаимодействие и источники дислокаций, дефекты упаковки

  Если  дефект упаковки обрывается внутри кристалла, то его края образуют линейные дефекты, называемые частичными или неполными дислокациями, в отличие от рассмотренных выше полных или единичных с вектором Бюргерса, равным вектору трансляции. Образовать частичную дислокацию можно так же, как и единичную, т. е. сделав в кристалле разрез по поверхности S и сместив края разреза на вектор b. Если вектор b меньше вектора элементарной трансляции решетки, то будет наблюдаться несовпадение решеток по обе стороны поверхности разреза. Край поверхности несовпадения и является частичной дислокацией. Заметим, что при образовании единичной дислокации имеет место совпадение решеток по обе стороны поверхности S.

  В случае несовпадения решеток поверхность  разреза S будет иметь, вообще говоря, высокую энергию. Поэтому во многих кристаллах такие смещения не происходят. Исключение составляют кристаллы, построенные на базе плотнейших упаковок, в которых дефекты упаковки и связанные с ними частичные дислокации образуются относительно легко.

  Реальные  кристаллы очень часто состоят  из большого числа мелких монокристаллов, разделенных некоторыми зонами перехода, которые называются границами зерен. Граница зерна представляет собой поверхность раздела между двумя монокристаллами различной ориентации, примыкающих друг к другу таким образом, что отсутствует нарушение непрерывности (сплошности) вещества. Долгое время считалось, что это аморфный слой толщиной в несколько сотен ангстрем. Однако к настоящему времени

Рис17. Малоугловая межзеренная граница, представляющая собой ряд краевых дислокаций

надежно установлено, что ширина области  «плохого» материала на границе  между зернами не превышает одного-двух межплоскостных расстояний.

  Бюргерсом было высказано предположение, что границы зерен с малым углом разориентировки (границы блоков мозаики) состоят из совокупности дислокаций. Это предположение считается сейчас доказанным многочисленными экспериментальными исследованиями. Схематически малоугловая граница, разделяющая два зерна, показана на рис. 17. Из рисунка видно, что малоугловая граница разделяет монокристаллические зерна, ориентация которых отличается незначительно. В реальных кристаллах угол разориентировки меняется от нескольких угловых секунд до 3-5°. Угол разориентивки связан с модулем вектора Бюргерса b краевых дислокаций малоугловой границы и расстоянием D между ними соотношением

  Границы зерен оказывают существенное влияние  на многие свойства кристаллов, в частности, на величину электропроводности, поглощение ультразвука, на оптические свойства и т. д. Наличие границ приводит, например, к тому, что в поликристаллах коэффициент диффузии примеси значительно больше, чем в монокристаллах.

    Литература

1. Чупрунов  Е.В., Хохлов А.Ф., Фадеев М.А. Основы кристаллографии: Учебник для вузов. – М.: Издательство Физико-математической литературы, 2006.-500 с.