Взаимодействие движущейся дислокации с точечными дефектами в зависимости от ее скорости и концентрации дефектов может иметь либо характер независимых столкновений, либо коллективный характер. Область независимых столкновений краевой дислокации с дефектами исследовалась в [1-4]. В области коллективного взаимодействия дефектов с краевой дислокацией, согласно [5,6], в спектре дислокационных колебаний возникает активация, а сила торможения становится линейной функцией скорости. Сила торможения винтовой дислокации в области независимых столкновений, согласно [7], также линейно зависит от скорости. В настоящей работе исследовано коллективное торможение винтовой дислокации. Уравнение движения винтовой дислокации имеет вид m [ (d²X(z,t))/(d t²) +delta(d X(z,t))/(d t) -c²(d²X(z,t))/(d z²) ] =b [ sigma₀+^N_i=1sigma_{z y,1}^d(vt+w;z) ], (1) где использованы те же обозначения, что и в работе [6]. Вектор Бюргерса параллелен оси OZ, дислокация движется вдоль оси OX. Далее с помощью метода, использованного в [5,6], разложим sigma_{z y,1}^d(v t+w;z) до второго порядка по w и заменим нелинейное взаимодействие дислокации с дефектами движением в усредненном поле. Наличие этого поля проявится в возникновении активации в спектре колебаний дислокации E(p_z)=(Delta²+c²p²_z)^1/2. Уравнение для определения активации в спектре колебаний винтовой дислокации имеет вид Delta²= (n b²)/((2pi)³m²) (d³p p²_x |sigma_{z y}( p)|²)/(c²p²_z+Delta²-v²p²_x), (2) где n - концентрация дефектов. Уравнения (1), (2), а также и интеграл для силы торможения винтовой дислокации отличаются от соответствующих уравнений для краевой дислокации только лишь заменой компоненты тензора sigma_xy на sigma_zy, однако это отличие оказывается весьма существенным, особенно при вычислении силы торможения. Так, в случае краевой дислокации активация в спектре дислокационных колебаний существовала лишь в области коллективного взаимодействия v<v_{e d}=c(n₀varkappa²)^1/3~ c R/L_v, где n₀=n R³, активация по порядку величины равнялась Delta_{e d}~ c/L_v, т. е. и граница области существования, и величина щели определялись средним расстоянием между дефектами в объеме L_v~ n^-1/3. В случае винтовой дислокации активация существует при любых скоростях скольжения, а ее величина определяется средним расстоянием между дефектами в плоскости скольжения L_s~ n^-1/2. Delta_scr ~ c R^-1varkappa n₀^1/2 ~ c/L_s. (3) Активация в спектре колебаний винтовой диcлокации меньше активации в спектре краевой, (Delta_scr/Delta_ed)~(n₀varkappa²)^1/6. Для значений n₀~10^-4 и varkappa~10^-1 получим, что Delta_scr на порядок меньше Delta_ed, а величина Delta_scr~10¹⁰s^-1. Вычисление силы торможения произведем так же, как и в [5,6], заменив sigma_xy на sigma_zy. Получим, что в области независимых столкновений (v>v_scr~ cvarkappasqrt(n₀)sqrt сила торможения линейно зависит от скорости движения F_scr=-B_dv, где B_d~ n₀varkappa²mu b/c, что согласуется с результатом [7], а в области коллективного взаимодействия (v<v_scr) эта зависимость имеет вид F~mu b v³/c³, сила не зависит от концентрации дефектов. Сравним теперь силу торможения винтовой и краевой дислокации при различных скоростях. 1) c(n₀varkappa²)^1/3<v<< c. В этой области дефекты взаимодействуют независимо друг от друга как с винтовой, так и с краевой дислокацией. Отношение сил торможения равно F_scr/F_ed~ v²/c²<<1. 2) cvarkappa n₀^1/2<v<c(n₀varkappa²)^1/3. В этой области взаимодействие дефектов с краевой дислокацией носит коллективный характер, с винтовой - характер независимых столкновений. Отношение сил торможения F_scr/F_ed ~(n₀varkappa²)^2/3~Delta²_ed/omega_D², где omega_D=c/b. Здесь также F_scr<< F_ed, так как n₀~10^-2-10^-7, varkappa~10^-1. 3) v<cvarkappasqrt(n₀)sqrt. Взаимодействие и с винтовой, и с краевой дислокацией являетcя коллективным. Отношение сил торможения следующее: F_scr/F_ed ~(n₀varkappa²)^-1/3v²/c² ~(Delta_ed²/Delta_scr²)v²/c²<<1. (4) Различное поведение краевых и винтовых дислокаций в данном случае объясняется, видимо, различной симметрией этих дислокаций, и как следствие различной симметрией действующих на них напряжений. В статическом случае это различие не является существенным и не проявляется. В рассматриваемом здесь динамическом случае появляются два новых выделенных направления: направление движения дислокации (скорость скольжения v) и направление распространения возмущений дислокационной формы (вдоль дислокации со скоростью c). Напомним, что исследуемый механизм диссипации заключается в перекачке кинетической энергии поступательного движения дислокации в энергию ее поперечных колебаний. Отметим также, что красные и винтовые дислокации демонстрируют существенно различное динамическое поведение в постоянных электрических и магнитных полях. Так, краевые дислокации в отличие от винтовых могут перемещаться под действием постоянного магнитного [8] и электрического [9] полей.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.