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Exact analysis of an edge dislocation near a surface layer

1968; Elsevier BV; Volume: 6; Issue: 7 Linguagem: Inglês

10.1016/0020-7225(68)90016-5

1879-2197

R.W. Weeks, J. Dundurs, M. Stippes,

Metal Forming Simulation Techniques

Some explanations of how very thin coatings affect mechanical properties of crystals are based on the interaction of the surface layer with dislocations. Although analysis of this interaction has been accomplished for a screw dislocation, the equally interesting case of an edge dislocation has not been solved up to this time. The present paper provides an exact analysis of an edge dislocation near a surface layer with no restrictions other than isotropy. The results show that the edge dislocation has stable equilibrium positions whenever it is repelled by the layer nearby. Especially for layers with higher shear moduli, the equilibrium positions are much closer to the layer than for screws dislocations. Quelques explications de la raison pour laquelle des revétements très minces affectent les propriétés mécaniques des cristaux sont basées sur l'interaction entre le revêtement de surface et les dislocations. Bien que l'analyse de cette interaction ait été effectuée pour des dislocations hélicoïdales, le cas, également intéressant, d'une dislocation sur le bord, n'a pas encore été résolu jusqu'à présent. La présente étude donne une analyse exacte pour une dislocation sur le bord, près de la surface du revêtement, sans autre restriction que celle de l'isotropie. Le résultat montre que la dislocation sur le bord a une position d'équilibre stable lorsqu'elle est repoussée par la couche de revêtement voisine. On voit, en particulier, que pour les revêtements, possédant un module de cisaillement élevé, les positions d'équilibre sont beaucoup plus rapprochés de la couche qu'avec les dislocations hélicoïdales. Einige Erklärungen, in welchem Masse dünne Überzüge die mechanischen Eigenschaften von Kristallen beeinflussen, werden auf Grund der Wechselwirkung der Oberflächenschicht mit Versetzungen erklärt. Obwohl die Analyse dieser Wechselwirkung für Schraubenversetzungen durchgeführt wurde. ist der ebenso interessante Fall einer Kantenversetzung bisher nicht gelöst worden. Die vorliegende Abhandlung liefert eine exakte Analyse für eine Kantenversetzung nahe einer Oberflächenschicht ohne andere Einschränkungen als die der Isotropie. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kantenversetzung stabile Gleichgewichtslagen dort aufweist, wo sie von der nahen Schicht abgestossen wird. Besonders bei Schichten mit höheren Scherungsmoduli sind die Gleichgewichtslagen viel näher an der Schicht als bei Schraubenversetzungen. Alcune spiegazioni del come sottilissimi rivestimenti influenzino le proprietà meccaniche dei cristalli sono basate sull'azione reciproca dello strato superficiale con gli spostamenti. Sebbene si sia compiuta l'analisi di questa azione reciproca nel caso di uno spostamento a vite sinora non siera risolto il problema altrettanto interessante, dello spostamento di bordo. In questo articolo si presenta un'analisi esatta di uno spostamento di bordo in prossimità di uno strato superficiale senza restrizioni, a parte l'isotropia. I risultati dimistrano ehe lo spostamento di bordo ha posizioni stabili di equilibrio quando è ripulso dallo strato vicino. Le posizioni di equilibrio sono molto piú vicine allo strato degli spostamenti a vite, particolarmente nel caso di strati con moduli di taglio piú alti. Heкoтopыe paзьяcHeHия пo cпocoбy BoздeйcтBия oчeHь тoHкич пoкpытий Ha мeчaHичecкиe cBoйcтBa кpиcтaллoB бaзиyютcя Ha BзaимoдeйcтBии мeждy пoBepчocтHым cлoeм и диcлoкaциями. Чoтя aHaлиз этoгo BзaимoдeйcтBия был пpoBeдeH для BиHтoBoй диcлoкaции, тo oдиHaкoBo иHтepecHый cлyчaй гpaHeBoй диcлoкцaции He был peшeH дo cзч пop B Hacтoящeй cтaтьe пpoBoдитcя тoчHый aHaлиз гpaHeBoй диcлoкaции Bблизи пoBepчHocтHoгo cлoя, пpичeм eдиHcтBeHHым oгpaHичeHиeм яBляeтcя изoтpoпHocть. peзyльтaты пoкaзыBaют, чтo гpaHcBaя диcлoкaция имeeт cтaбильHыe пoлoжeHия paBHoBecия, кaк тoлькo oHa oттaлкиBaeтcя coceдHим cлoeм B чacтHocти для cлoeB c бoльшими мoдyлями cдBигa, пoлoжeHия paBHoBecия pacпoлoжeHы гopaздo ближe к пoBepчHocтHoмy cлoю чeм B cлyчae BиHтoBыч диcлoкaций