Дислокація (кристалографія)

Дислока́ція — лінійний дефект у кристалі, додаткова кристалічна площина, вставлена в кристалічну ґратку.

Крайова дислокація

Вектори Бюргерса для крайової та гвинтової дислокації

Загальний опис

Дефект у кристалічних ґратках, що порушує регулярне чергування атомних (кристалографічних) площин, зосереджений у малій області в кристалі. Здатний пересуватися в кристалі внаслідок послідовного переміщення атома з положення, яке він займає, в сусіднє. Через те, що енергія активації такого процесу звичайно невелика, дислокації можуть переміщатись швидко. Переважно зустрічаються в твердих кристалах.

Розрізняють крайові й гвинтові дислокації, а також дислокації змішаного типу. На границях розділу матеріалів з різною кристалічною структурою можуть утворюватися дислокації невідповідності. В окремих випадках дислокації утворюють дислокаційні петлі.

Кожна дислокація характеризується вектором Бюргерса. Густину дислокацій у кристалі вимірюють на одиницю площі.

Рухом дислокацій пояснюється пластичність матеріалів. Дислокації також грають велику роль у процесі росту кристалів.

Дислокації в матеріалах напівпровідникової електроніки призводять до погіршення властивостей матеріалів, тому кристали намагаються виростити з якомога меншою густиною дислокацій. З іншого боку, дислокації покращують пластичність сталей, тож залізо кують, щоб збільшити густину дислокації у ньому.

Методи дослідження

Якщо дислокація присутня, то ніякими штучними методами її не усунеш. Тому існують певні методи аналізу дислокації:

• вибіркове травлення — якщо повторний механізм обробки та травлення не змінює положення в просторі ямок травлення, тоді цей дефект називається дислокацією;
• метод декорування — поверхня обробляється парою золота (або іншою фазою тієї речовини, щоб її було видно в скляному мікроскопі);
• метод фотопружності. Дислокації — пружні зміни в структурі кристала. Різні ділянки характеризуються різними структурними змінами, тому взаємодія випромінювання буде різна, реакція також;
• метод електронної мікроскопії — метод полягає в тому, що взаємодія рентгенівського випромінювання зі зміщеними та незміщеними атомами буде відбуватись по-різному.

Див. також

• Дисклінація
• Тектонічна дислокація

Джерела

• Глосарій термінів з хімії // Й. Опейда, О. Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
• Defects in Crystals/ Prof. Dr. Helmut Föll website [Архівовано 25 червня 2007 у Wayback Machine.] Chapter 5 contains a wealth of information on dislocations;
• DoITPoMS [Архівовано 18 січня 2012 у Wayback Machine.] Online tutorial on dislocations, including movies of dislocations in bubble rafts;
• Scanning Tunneling Microscope – Gallery [Архівовано 21 квітня 2008 у Wayback Machine.] Image gallery, including a dislocations page, seen at the atomic level of metal surfaces, by the surface physics group at the Faculty of Physics, Vienna University of Technology, Austria.