Переползание краевой дислокации

В предыдущем разделе было рассмотрено перемещение краевой дислокации в своей плоскости скольжения. Ниже обсуждается перемещение дислокации перпендикулярно плоскости скольжения. При перемещении по нормали к плоскости скольжения краевая дислокация попадает в новые атомные плоскости, параллельные той, в которой она ранее находилась. Механизм такого перемещения, называемого переползанием, принципиально отличается от механизма скольжения.

Рассмотрим перемещение положительной краевой дислокации, показанной на рис. 22, из своей плоскости скольжения в вышележащую соседнюю плоскость. Для этого необходимо, чтобы цепочка атомов на самой кромке экстраплоскости отделилась от экстраплоскости и ушла в глубь кристалла. Такое «растворение» кромки экстраплоскости (положительное переползание) является диффузионным процессом. Здесь возможны два варианта: 1) при подходе вакансий к краевой дислокации атомы с кромки экстраплоскости перемещаются в соседние вакантные места и 2) атомы с кромки переходят в соседние междоузлия и диффундируют от дислокации. Первый вариант более вероятен, если учесть, что в металле часто появляется избыточная концентрация вакансий (в результате закалки, пластической деформации облучения), а энергия образования межузельных атомов относительно велика.

Перемещение положительной дислокации вниз в соседнюю плоскость скольжения означает, что к краю экстраплоскости присоединился один атомный ряд. Такая достройка экстраплоскости (отрицательное переползание) может проходить двумя путями: 1) присоединением межузельных атомов, диффундирующих к дислокации, и 2) присоединением соседних атомов, находящихся в регулярных положениях, с одновременным образованием вакансий, которые затем мигрируют вглубь кристалла.

Таким образом, перемещение краевой дислокации по нормали к своей плоскости скольжения осуществляется путем диффузионного перемещения атомов (к дислокации или от нее), и именно этим оно принципиально отличается от скользящего движения дислокации. В отличие от скольжения — консервативного движения, не связанного с переносом массы, переползание — неконсервативное движение происходит путем переноса массы.

Диффузия — термически активируемый процесс, и, следовательно, переползание также термически активируемый процесс, скорость которого сильно зависит от температуры. В то время как скольжение дислокации легко протекает при любых температурах (вплоть до абсолютного нуля), переползание происходит с заметной скоростью лишь при сравнительно высоких температурах.