§ 5. Откуда они берутся?

Но вернемся с Луны на Землю и задумаемся о том, откуда в кристалле возникает такое огромное количество дислокаций. Уже давно известно, что они возникают в металле в процессе кристаллизации. Однако, когда были развиты экспериментальные методы исследования дислокаций, выяснилось, что типичные значения плотности дислокаций в металле после затвердевания 10⁶ - 10⁸ см^-2, а это значит, что в процессе пластической деформации их число возрастает на несколько порядков. Снова ответ на вопрос "сколько?" вызвал вопрос "как?". Как происходит столь резкое увеличение плотности дислокаций?

Остроумный механизм размножения дислокаций был предложен английскими физиками Франком и Ридом, которые пришли к этой идее в 1950 г. практически одновременно и независимо. Утверждают, что разница составила всего несколько часов, но мы не знаем точно, кто из них был первым. Поэтому механизм размножения дислокаций назвали именем обоих ученых - механизм Франка - Рида.

Рис. 45

Согласно идее Франка и Рида источником, порождающим дислокации, является отрезок дислокационной линии, закрепленный по концам, в точках А и В (рис. 45). Эти точки в дальнейшем будем считать неподвижными. Ими могут служить места соединения дислокации АВ с другими дислокационными линиями, которые пересекают плоскость скольжения (плоскость чертежа) и поэтому не могут двигаться в ней.

Если приложить напряжение τ, дислокация АВ выгибается вверх. Этому препятствует натяжение дислокационной линии - закрепленная по концам струна всегда старается выпрямиться. Однако, если напряжение τ растет, дислокация выгибается все сильнее, пока она не превратится в полуокружность. Расчеты показали, что после этого дислокационная линия теряет устойчивость и расширяется, как показано на рисунке, охватывая все большую и большую площадь. В итоге взаимодействия сближающихся в нижней части плоскости скольжения двух участков дуги петля замыкается, а дислокация АВ возвращается в исходную позицию. Но продолжает действовать приложенное к кристаллу напряжение τ, и процесс многократно повторяется.