Блочная структура кристаллов

Наличие в кристаллах разориентированных областей (блоков), повернутых друг от­носительно друга на небольшие углы, отмечалось еще в ранних исследованиях кристаллов. Вскоре после открытия дифракции рентгеновских лучей кристаллами было установлено, что кристалл не обладает идеальной структурой: дифрагированные пучки, вопреки теории, распространились в области углов порядка не нескольких секунд, а несколь­ких минут, и обладали интенсивностью, на два порядка превосходящей расчет­ное значение. Пришлось предположить наличие в кристалле мозаики мелких (диаметром порядка 1 мкм) слабо разориентированных блоков. Это явление стали называть блочностью, или мозаичностью кристаллических структур (рис. 14.14).

Рис. 14.14. Блочная структура кристаллов

Вопрос о природе мозаичности кристаллов удалось выяснить лишь после разработки ме­тодов исследования дислокационной структуры кристаллов. Оказалось, что блоки являются областями, сравнительно свободными от дислокаций, а границы блоков состоят из дислокационных сеток. Рис. 14.14 демонстрирует простейшую дислокационную модель симметрич­ной границы двух монокристальных блоков. Через грани АВ и ВС внутрь блоков входит больше атомных плоскостей, чем их выходит через

грани DE и EF. Все лишние плоскости оканчиваются внутри бикристалла в единственной испорченной области, т. о. на границе блоков. Торец каждой оборванной плоскости образует краевую дислокацию, так что вся граница блоков представляется в виде вертикального ряда краевых дис­локации. Угол разориентации блоков определяется отношением вектора Бюргерса b к расстоянию h между дислокациями в гра­нице

Такая граница называется «границей наклона». Ее моделью может служить ряд дислокаций, параллельных оси поворота, обладающих вектором Бюргерса вдоль нормали к границе и располагающихся вдоль границы.

Блоки мозаики являются примером трехмерных (объемных) дефектов структуры кристалла. Практическая важность в исследовании причин образования и особенностей явления мозаичности заключается в том, что на границах блоков мозаики в кристаллах возникают значительные механические напряжения, что в ряде случаев нежелательно.