o dislocare este un defect cristalografic liniar sau neregularitate într-o structură cristalină care conține o schimbare bruscă în aranjamentul atomilor. Ordinea cristalină este restabilită pe fiecare parte a unei dislocări, dar atomii de pe o parte s-au mișcat sau au alunecat. Dislocările definesc limita dintre regiunile de material alunecate și nespălate și nu se pot termina într-o rețea și trebuie fie să se extindă la o margine liberă, fie să formeze o buclă în interiorul cristalului., O dislocare poate fi caracterizată prin distanța și direcția de mișcare pe care o provoacă atomilor din zăbrele, care se numește vectorul Burgers. Vectorul burgerilor unei dislocări rămâne constant, chiar dacă forma dislocării se poate schimba.există o varietate de tipuri de dislocări, cu dislocări mobile cunoscute sub numele de dislocări glisile și Imobile numite sesile. Mișcarea dislocărilor mobile permite atomilor să alunece unul peste celălalt la niveluri scăzute de stres și este cunoscută sub numele de alunecare sau alunecare., Mișcarea dislocărilor poate fi îmbunătățită sau împiedicată de prezența altor elemente în cristal și, în timp, aceste elemente pot difuza la dislocare formând o atmosferă Cottrell. Fixarea și separarea de aceste elemente explică o parte din comportamentul neobișnuit de randament văzut cu oțelurile. Interacțiunea hidrogenului cu dislocările este unul dintre mecanismele propuse pentru a explica fragilizarea hidrogenului.,dislocările se comportă ca și cum ar fi o entitate distinctă într-un material cristalin în care unele tipuri de dislocare se pot deplasa prin materialul care se îndoaie, se îndoaie și își schimbă forma și interacționează cu alte dislocări și caracteristici din cristal. Dislocările sunt generate de deformarea unui material cristalin, cum ar fi metalele, ceea ce le poate determina să inițieze de pe suprafețe, în special la concentrații de stres sau în interiorul materialului la defecte și limite de cereale., Numărul și dispunerea dislocărilor dau naștere la multe dintre proprietățile metalelor, cum ar fi ductilitatea, duritatea și rezistența la curgere. Tratamentul termic, conținutul de aliaj și lucrul la rece pot schimba numărul și aranjamentul populației de dislocare și modul în care se mișcă și interacționează pentru a crea proprietăți utile.
Simulare de luxații în aluminiu. Sunt arătați numai atomi necristalini.,
Generatoare de dislocationsEdit
atunci Când metalele sunt supuse la prelucrarea la rece (deformare la temperaturile care sunt relativ scăzute în comparație cu materialul absolută temperatura de topire, T m {\displaystyle T_{m}} adică, de obicei, mai puțin de 0,4 T m {\displaystyle 0.4T_{m}} ) dislocarea densitatea crește datorită formării de noi dislocații. Suprapunerea crescândă în consecință între câmpurile de tulpină ale dislocărilor adiacente crește treptat rezistența la mișcarea de dislocare ulterioară. Aceasta determină o întărire a metalului pe măsură ce deformarea progresează., Acest efect este cunoscut sub numele de întărirea tulpinii sau întărirea muncii.
Dislocare densitatea ρ {\displaystyle \rho } într-un material poate fi crescută prin deformare plastica prin următoarea relație:
τ ∝ ρ {\displaystyle \uta \propto {\sqrt {\rho }}} . deoarece densitatea dislocării crește odată cu deformarea plastică, în material trebuie activat un mecanism de creare a dislocărilor., Trei mecanisme de formare a dislocării sunt nucleația omogenă, inițierea graniței granulelor și interfețele dintre zăbrele și suprafață, precipită, faze dispersate sau fibre de armare.crearea unei dislocări prin nucleație omogenă este rezultatul ruperii legăturilor atomice de-a lungul unei linii din zăbrele. Un plan din zăbrele este tăiat,rezultând 2 jumătăți de planuri sau dislocări opuse. Aceste dislocări se îndepărtează unul de celălalt prin zăbrele., Deoarece nucleația omogenă formează dislocări din cristale perfecte și necesită ruperea simultană a multor legături, energia necesară pentru nucleația omogenă este ridicată. De exemplu, stresul este necesar pentru nucleația omogenă în cupru a fost dovedit a fi τ hom G = 7.4 × 10 − 2 {\displaystyle {\frac {\uta _{\text{hom}}}{G}}=7.4\ori 10^{-2}} , unde G {\displaystyle G} este forfecare modulul de cupru (46 GPa). Rezolvarea pentru τ hom {\displaystyle \ tau _ {\text{hom}}\,\!}, vedem că stresul necesar este de 3,4 GPa, care este foarte aproape de puterea teoretică a cristalului., Prin urmare, în deformare convențională nucleație omogenă necesită un stres concentrat, și este foarte puțin probabil. Inițierea granițelor granițelor și interacțiunea interfeței sunt surse mai frecvente de dislocări.neregularitățile la limitele granulelor din materiale pot produce dislocări care se propagă în boabe. Treptele și pervazurile de la limita granulelor sunt o sursă importantă de dislocări în stadiile incipiente ale deformării plastice.,
Sursa Frank-Readedit
Sursa Frank–Read este un mecanism care este capabil să producă un flux de dislocări dintr-un segment fixat al unei dislocări. Stresul înclină segmentul de dislocare, extinzându-se până când creează o buclă de dislocare care se desprinde de sursă.
Suprafețeedit
suprafața unui cristal poate produce dislocări în Cristal. Datorită pașilor mici de pe suprafața majorității cristalelor, stresul în unele regiuni de pe suprafață este mult mai mare decât stresul mediu din zăbrele. Acest stres duce la dislocări., Dislocările sunt apoi propagate în zăbrele în același mod ca și în inițierea graniței. În cristale unice, majoritatea dislocărilor se formează la suprafață. Densitatea dislocării de 200 micrometri în suprafața unui material sa dovedit a fi de șase ori mai mare decât densitatea în vrac. Cu toate acestea, în materialele policristaline sursele de suprafață nu au un efect major, deoarece majoritatea boabelor nu sunt în contact cu suprafața.
Interfațeedit
interfața dintre un metal și un oxid poate crește foarte mult numărul de dislocări create., Stratul de oxid pune suprafața metalului în tensiune, deoarece atomii de oxigen se strâng în zăbrele, iar atomii de oxigen sunt sub compresie. Acest lucru crește foarte mult stresul pe suprafața metalului și, în consecință, cantitatea de dislocări formate la suprafață. Cantitatea crescută de stres pe treptele de suprafață are ca rezultat o creștere a dislocărilor formate și emise de interfață.de asemenea, dislocările se pot forma și rămâne în planul de interfață dintre două cristale., Acest lucru se întâmplă atunci când distanța dintre zăbrele celor două cristale nu se potrivește, rezultând o nepotrivire a laturilor la interfață. Stresul cauzat de misfit zăbrele este eliberat prin formarea dislocări misfit distanțate în mod regulat. Dislocările necorespunzătoare sunt dislocări de margine cu linia de dislocare în planul interfeței și vectorul Burgers în direcția interfeței normale. Interfețele cu dislocări necorespunzătoare se pot forma, de exemplu, ca urmare a creșterii cristalelor epitaxiale pe un substrat.
IrradiationEdit
buclele de dislocare se pot forma în daunele create de iradierea energetică., O buclă de dislocare prismatică poate fi înțeleasă ca un disc suplimentar (sau lipsă) prăbușit de atomi și se poate forma atunci când atomii interstițiali sau posturile vacante se aglomerează împreună. Acest lucru se poate întâmpla direct ca urmare a cascadelor unice sau multiple de coliziune, ceea ce duce la densități locale ridicate ale atomilor interstițiali și a locurilor vacante. În majoritatea metalelor, buclele de dislocare prismatică sunt grupurile cele mai preferate din punct de vedere energetic de atomi auto-interstițiali.,
Interacțiune și arrangementEdit
Geometric necesar dislocationsEdit
din punct de vedere Geometric este necesar luxații sunt modalitățile de luxații, care poate găzdui un număr limitat de gradul de îndoire plastic într-un material cristalin.Incurcaturile de luxații sunt găsite în stadiu incipient de deformare și apar ca non granițe bine definite; procesul de recuperare dinamic duce în cele din urmă la formarea de o structură celulară conțin limitele cu misorientation mai mică decât 15° (unghi mic de cereale limite)., adăugarea punctelor de fixare care inhibă mișcarea dislocărilor, cum ar fi elementele de aliere, poate introduce câmpuri de stres care în cele din urmă întăresc Materialul necesitând un stres aplicat mai mare pentru a depăși stresul de fixare și a continua mișcarea de dislocare.efectele întăririi prin acumularea dislocărilor și a structurii granulelor formate la tulpina mare pot fi îndepărtate prin tratament termic adecvat (recoacere) care promovează recuperarea și recristalizarea ulterioară a materialului.,tehnicile de prelucrare combinate de întărire și recoacere a muncii permit controlul densității dislocării, gradului de entanglementare a dislocării și, în cele din urmă, rezistența la curgere a materialului.ciclismul repetat al unui material poate duce la generarea și îmbinarea dislocărilor înconjurate de regiuni care sunt relativ libere de dislocare. Acest model formează o structură asemănătoare scării cunoscută sub numele de bandă de alunecare persistentă (PSB)., PSB – urile sunt așa-numite, deoarece lasă urme pe suprafața metalelor care, chiar și atunci când sunt îndepărtate prin lustruire, se întorc în același loc cu ciclismul continuu.pereții PSB sunt predominant alcătuiți din dislocări de margine. Între pereți, plasticitatea este transmisă prin dislocări ale șuruburilor.în cazul în care PSB se întâlnesc cu suprafața, se formează extruziuni și intruziuni, care, sub Încărcare ciclică repetată, pot duce la inițierea unei fisuri de oboseală.,
MovementEdit
GlideEdit
Luxații poate aluneca în plane care conțin atât linia de dislocare și Burgeri vector, așa-numita alunecare de avion. Pentru o dislocare cu șurub, linia de dislocare și vectorul Burgers sunt paralele, astfel încât dislocarea poate aluneca în orice plan care conține dislocarea. Pentru o dislocare de margine, dislocarea și vectorul Burgers sunt perpendiculare, deci există un plan în care dislocarea poate aluneca.,urcarea dislocării este un mecanism alternativ de mișcare a dislocării care permite unei dislocări de margine să se deplaseze din planul său de alunecare. Forța motrice pentru ascensiunea dislocării este mișcarea posturilor vacante printr-o rețea de cristal. Dacă un post vacant se deplasează lângă limita jumătății plane suplimentare de atomi care formează o dislocare de margine, atomul din jumătatea planului cel mai apropiat de postul vacant poate sări și umple postul vacant. Această schimbare a atomului mută postul vacant în linie cu jumătatea planului atomilor, provocând o schimbare sau o urcare pozitivă a dislocării., Procesul de un post vacant fiind absorbit la limita de o jumătate de plan de atomi, mai degrabă decât creat, este cunoscut ca urcare negativ. Deoarece dislocarea urcare rezultă din atomi individuali sărind în posturi vacante, urcare are loc în trepte de diametru atom unic.în timpul urcării pozitive, cristalul se micșorează în direcția perpendiculară pe jumătatea planului suplimentar al atomilor, deoarece atomii sunt îndepărtați din jumătatea planului. Deoarece urcarea negativă implică o adăugare de atomi la jumătatea planului, cristalul crește în direcția perpendiculară pe jumătatea planului., Prin urmare, stresul compresiv în direcția perpendiculară pe jumătatea planului promovează urcarea pozitivă, în timp ce stresul de tracțiune promovează urcarea negativă. Aceasta este o diferență principală între alunecare și urcare, deoarece alunecarea este cauzată doar de stresul de forfecare.o diferență suplimentară între alunecarea dislocării și urcare este dependența de temperatură. Urcarea are loc mult mai rapid la temperaturi ridicate decât temperaturile scăzute datorită creșterii mișcării vacante. Slip, pe de altă parte, are doar o mică dependență de temperatură.,Avalanșele de dislocare apar atunci când apar mișcări simultane multiple ale dislocărilor.
Dislocare VelocityEdit
Dislocare viteza este în mare măsură dependentă de stres de forfecare și de temperatură, și poate fi de multe ori se potrivesc folosind o lege de putere funcția:
v = A τ m {\displaystyle v=O\uta ^{m}}
în cazul în care Un {\displaystyle Un} este o constantă de material, τ {\displaystyle \uta } este aplicat de stres de forfecare, m {\displaystyle m} este o constantă care scade cu creșterea temperaturii., Creșterea stresului de forfecare va crește viteza de dislocare, în timp ce temperatura crescută va scădea de obicei viteza de dislocare. O împrăștiere mai mare a fononilor la temperaturi mai ridicate este ipotezată a fi responsabilă pentru creșterea forțelor de amortizare care încetinesc mișcarea de dislocare.
