полигонизация

ПОЛИГОНИЗАЦИЯ (от греч. - многоугольный) - перераспределение дислокаций, первоначально расположенных в плоскостях скольжения незакономерно, с образованием более или менее правильных стенок (субграниц), разбивающих кристалл на фрагменты - субзёрна. При П. происходит выигрыш энергии из-за упорядочения в расположении дислокаций. Наиб. устойчива и энергетически выгодна конфигурация краевых дислокаций одного знака при их расположении друг над другом в направлении, перпендикулярном плоскости скольжения (т. н. вертикальная стенка, или граница наклона). Наиб. стабильному расположению винтовых дислокаций соответствует сетка пересекающихся дислокаций (граница кручения). Для образования таких конфигураций дислокаций необходимо не только их скольжение, но и переползание, т. е. диффузия. Поэтому П. протекает (после небольшой пластич. деформации) лишь при достаточно высокой темп-ре. Но скорость переползания зависит не только от скорости притока точечных дефектов к дислокациям, но и от характера их взаимодействия (в частности, от числа порогов и ширины расщепления дислокаций). В связи с этим сложный процесс П. не описывается одной энергией активации.

Процесс П. наглядно демонстрируется при отжиге слегка (чтобы не вызвать рекристаллизации) изогнутого монокристалла (рис. 1). Дислокации разного знака,

Рис. 1. Схема, иллюстрирующая распределение дислокаций в кристалле после изгиба и отжига: а - изгиб при низкой температуре; б, в - образование системы субграниц после нагрева.

встречаясь, аннигилируют, оставшиеся выстраиваются в стенки - субграницы. При этом кристалл разбивается на субзёрна, разориентированные друг относительно друга на углыгде b - вектор Бюргерса, - расстояние между дислокациями в стенке (рис. 1, б). В процессе дальнейшего отжига происходит (разными путями, в т. ч. скольжением целых групп дислокаций) слияние близкорасположенных субграниц (рис. 1, в). Кол-во субзёрен при этом уменьшается, а разориентировка между ними растёт.

П. кристалла может быть обнаружена рентгеновским или металлографич. методом. При П. первоначально вытянутое лауэвское пятно (астеризм) разбивается на ряд отдельных, более мелких и чётких пятен. Металлографически П. обнаруживается по расположению ямок травления (выходов дислокаций на поверхность кристалла) вдоль субграниц, к-рые при большой плотности дислокаций могут выглядеть как сплошные линии (рис. 2).

Рис. 2. Субструктура, возникшая в результате отжига изогнутого монокристалла кремнистого железа субграница с большой плотностью дислокаций;субграница с малой плотностью дислокаций. Увеличение 500.

Приложение незначит. нагрузки при отжиге существенно ускоряет процесс П. Закономерности влияния примесей на скорость П. неясны. Прочность полигони-зов. кристаллов выше, чем отожжённых.

Образование субграниц, аналогичных возникающим при П. в результате отжига после деформации, наблюдается также после весьма незначит. низкотемпературной пластич. деформации монокристаллов, ориентированных так, что возможно скольжение только по одной системе параллельных плоскостей. В этом случае образование стенок из дислокаций связано с низким уровнем приложенных напряжений, недостаточных для прохождения дислокаций над (или под) застрявшими дислокациями, лежащими в близких и параллельных плоскостях скольжения. В отличие от П. при отжиге, такая П. наз. механической.

Лит.: Новиков И. И., Дефекты кристаллического строения металлов, 3 изд., М., 1983. В. М. Розенберг.

   <<      Предметный указатель      >>