Mühazirələr konspekti Bakı 2020 Dİaqnostik məlumatlarin əsas nöVLƏRİ

10.2. Dislokasiyaların növləri

Böhran qopardıcı gərginliyin müşahidə olunan kiçik qiymətlər almasını kristal qəfəsində dislokasiyaların yerdəyişməsini araşdırmaqla izah etmək olar.

1934-cü ildə Teylor, Orovan və Polyani, biri-birindən asılı olmayaraq, belə bir fikir irəli sürdülər ki, sürüşmə müstəvilərində yerdəyişmənin yayılması dislokasiyaların hərəkəti nəticəsində baş verir. Ancaq fizikaya dislokasiya anlayışı daha əvvəllər, Prandtl və Delinqer tərəfindən gətirilmişdir.

Dislokasiyanın iki əsas növü vardır: sərhəd və vint dislokasiyası. Əvvəlcə sərhəd dislokasiyasına baxaq.

Şəkil 7.3-də sadə kubik kristalda sürüşmə müstəvisinin sol hissəsində üst atom layının bir atom məsafəsi qədər sürüşməsi göstərilmisdir; sürüşmə müstəvisinin sağ tərəfində isə, layların vəziyyəti dəyişməyib. Sürüşmə baş verən v ə sürüşmə olmayan hissələr arasındakı sərhəd, dislokasiya adlanır. Beləliklə, dislokasiya kristal quruluşunun elə xətti defektidir ki, onun vəziyyəti kristalın yuxarıyarısında “artıq” şaquli atom müstəvəsi ilə göstərilir (şək. 7.4).


Şək.7.4. Sərhəd dislokasiyasının quruluşu
Dislokasiya kristal quruluşunun elə xətti defektidir ki, onun vəziyyəti kristalın yuxarı yarısında “artıq” şaquli atom müstəvisi ilə göstərilir (şər. 7.4). Dislokasiya yaxınlığında quruluş pozunt

Dislokasiya yaxınlığında quruluş pozuntuları daha çoxdur.

Sadə sərhəd dislokasiyası sürüşməyə perpendikulyar istiqamətdə sürüşmə müstəvisi üzərində qeyri-məhdud yayılır. Artıq atom müstəvisinin sürüşmə müstəvisi altında və ya üstündə yerləşməsindən asılı olaraq, sərhəd dislokasiyası müsbət və ya mənfi sərhəd dislokasiyası adlanır. Şəkil 7.5-də sadə kubik kristalda sərhəd dislokasiyası ətrafında atomların fəza paylanması göstərilib.

Şək.7.5. Sadə kubik kristallarda sərhəd dislokasiyası ətrafında atomların düzülüşü

Dislokasiya əsas xassələrindən biri qeyri-mükəmməl quruluşlu hissələrin bilavasitə dislokasiya xətləri yaxınlığına olmasıdır. Doğrudan da, hətta dislokasiya xətti boyunca atomun ən yaxın qonşularının sayı, verilən quruluşun koordinasiya ədədindən fərqli8 ola bilər. Ancaq pozulma mərkəzindən bir neçə atom məsafəsi qədər kənarda kristal, demək olar ki, mükəmməl quruluşa malik olur. Dislokasiya xətti yaxınlığında kristal quruluşu pozuntularının ən çox olduğu sahə, dislokasiya nüvəsi adlanır. Nüvədən kənarda, qeyd etdiyimiz kimi, deformasiya o qədər azdır ki, bu deformasiyaya elastiklik nəzəriyyəsini tətbiq etmək olar. Ona görə də, dislokasiya nüvəsindən uzaqdakı sahə elastiki sahə adlanır.

Dislokasiyanın yerdəyişmə mexanizmi və ona uyğun sürüşmə şəkil 7.6-da göstərilib.

Şək.7.5. Sadə kubik kristallarda sərhəd dislokasiyası ətrafında atomların düzülüşü

yerini soldan sağa dəyişir; b) mənfi dislokasiya yerini sağdan sola dəyişir.

Şək.7.6. Sürüşmə prosesində dislokasiyanın hərəkəti; nümunənin yuxarı səthi sağa sürüşür; a) müsbət dislokasiya yerini soldan sağa dəyişir; b) mənfi dislokasiya yerini sağdan sola dəyişir.

Sürüşmə müstəvisinin bir tərəfində yerləşən atomlar o biri tərəfində yerləşən atomlara nisbətən hərəkət etdikdə, sürüşmə müstəvisi üzərində olan atomların bir hissəsi səthin əks tərəfindəki qonşuları tərəfindən itələnir, o biri hissəsi isə cəzb olunur. İlk yaxınlaşmada bu qüvvələr qarşılıqli kompensasiya olunduğundan, dislokasiyaların sürüşməsində sərf olunan xarici qüvvənin qiyməti çox kiçikdir.

Hesablamalar göstərir ki, kristalda bir dislokasiyanın hərəkəti üçün 10⁴N/m² – dan da kiçik gərginlik lazımdır. Beləliklə, dislokasiyaların mövcud olması kristalın plastikliyini artırır.



Şək.7.7. Vint dislokasiya. Sürüşmə müstəvəsinin ABEF hissəsi EF dislokasiya xəttinə paralel istiqamətdə sürüşür




Şək.7.8. Vint dislokasiyasının digər bir sxemi. Şaquli qırıq xətlər-dislokasiya xətləridir.

Şək.7.9. Səlt mühitdə dislokasiya halqasının yaranmasının ümumi üsulu (Zeytsə görə)
Şəkil 7.7. və 7.8-də başqa növ dislokasiyanın – vint dis lokasiyasının sxemi və orada kristalın sürüşən və sürüşməyən hissələrinin sərhədi göstərilmişdir. Sərhəd dislokasiyasından fərqli olaraq, bu halda sərhəd, sürüşmə istiqamətinə paralel yerləşir. Vint dislokasiyasını əyani təsəvvür etmək üçün xəyalən, kristalda, müəyyən dərinlikdə nazik kəsik açaq, sonra həmin kəsiyin kənarına paralel olaraq bir-birinə nəzərən bir atom məsafəsi qədər sürüşdürək. Aydındır ki, pozuntu xətti, kəsiyin kənarının üzərindən keçir və bir növ pillələrsiz vint nərdivanına bənzəyir (vint dislokasiyasının əsas xüsusiyyəti, atom müstəvilərinin yeni xarakterdə olmasıdır. Bu halda dislokasiyaya perpendikulyar olan atom müstəvilərindən danışmaq olmaz; bütün atomlar eyni səthdə yerləşir, ancaq həmin səth vint formasındadır və kristalın bir kənarından başlayaraq digər kənarında qurtarır. Bu səbəbdən də, bu dislokasiya vint dislokasiyası adlanır. Vintin istiqaməti sağa və sola yönələ bilər, onun addımı isə adətən bir və ya bir neçə atom məsafəsinə bərabər olur.

Vint dislokasiyasını, qəfəsin atom müstəvilərinin spiralvari düzülüşü kimi təsəvvür etmək olar. Belə ki, dislokasiya xətti ətrafında hər tam dövrdə həmin xətt boyunca bir atom məsafəsi qədər yerdəyişmə baş verir. Sürüşmə müstəvisinin ABEF hissəsi EF dislokasiya xəttinə paralel istiqamətinə sürüşür. Şəkil 7.8-dəki sadə dislokasiyada vintin addımı bir atom məsafəsinə bərabərdir.

Istənilən formadakı dislokasiyanı elə hissələrə bölmək olar ki, çəkil 7.9-dakı sxemdən istifadə edərək, kristallardakı dislokasiya sistemini daha ümumi formada təsvir etmək olar.

Şək.7.8. Vint dislokasiyasının digər bir sxemi. Şaquli qırıq xətlər-dislokasiya xətləridir.

Kristal daxilində istənilən qapalı əyriyə baxaq (bir müstəvi üzərində olmaya da bilər). Həmin əyri qapalı olmaya da bilər, ancaq bu halda onun hər iki ucu kristalın səthinə çıxmalıdır.

Kristal daxilində elə səth quraq ki, o, həmin qapalı əyriyə sərhəd xətti kimi söykənsin. Səthin bir üzərindəki maddəni səthin o biri üzündəki maddəyə nəzərən b məsafəsi qədər aralayaq. b vektoru eyni zamanda yerdəyişmənin həmin qiymətini, həm də istiqamətini göstərir. Aparılan əməliyyat nəticəsində yaranan bu vektor dislokasiyanın Byürqers vektoru adlanır. b vektorunun kəsən səthə paralel olmadığı sahədə bu əməliyyat nisbi yer dəyişmə ya çuxur əmələ gəlməsinə, yaxud da sürüşmədən sonra yaranan sahələrin bir-birinə örtməsinə səbəb olur. Birinci halda çuxuru doldurmaq üçün ora maddə əlavə edilməli, ikinci halda isə əksinə, örtülmənin qarşısını olmaq üçün maddənin bir hissəsi çıxarılmalıdır. Bundan sonra, kəsiyin tərəflərini onların yeni vəziyyətində “yapışdırsaq”, kristalda yeni tarazlıq vəziyyətinə uyğun sürüşmə və gərginlik saxlanılar. Deformasiyaların yekun paylanması, dislokasiya
Şək.7.10. b Burqeys vektoru olan vint dislokasiyasını əhatə edən silindrik boru şəklində elastiki deformasiya olunmuş kristalın bir hissəsi
xətlərinin sərhəd əyrisi və Byürqers vektoru ilə xarakterizə olunan təsviri verəcək. Aydındır ki, Byürqers vektoru qəfəsin diskret vektorlarından biri olub, maddənin kristal quruluşunun saxlanılmasında yuxarıda deyilən “yapışdırmanın” mümkün olduğunu göstərir. Vint dislokasiyasında Byürqers vektoru dislokasiya xəttinə paraleldir, sərhəd dislokasiyasında isə ona perpendikulyardır və sürüşmə səthində yerləşir.