Торможение дислокаций атмосферами Коттрелла, Сузуки и Снука

При движении краевая дислокация (скользящая) пытается увель за собой атмосферу Коттрелла. Однако, в отличии от скользящей дислокации атмосфера может перемещаться только диффузионным путем. Атмосфера может перемещаться вместе с дислокацией только при высоких температурах и очень маленьких скоростях скольжения дислокации. Сила притяжения атмосферы и дислокации тормозит последнюю, если она начинает увеличивать скорость скольжения выше предела, когда атмосфера начинает отставать. Скорость скольжения определяет скоростью перемещения (миграции, диффузии) атомов атмосферы. Наиболее ярким примером движения дислокаций с атмосферами Коттрелла является ползучесть металла.

При повышенных скоростях деформации или недостаточно высоких температурах атмосфера не успевает за дислокацией и удерживает ее. В этом случае для движения дислокации она должна оторваться от атмосферы. Для этого необходим определенный уровень напряжений, создаваемых внешней нагрузкой. Если напряжения недостаточны, дислокация остается неподвижной, т.е. закрепленной атмосферой.

Отрыву помогает образование полупетли (несколько межатомных расстояний) в линии дислокации, свободной от атомов атмосферы (См. картинку Сила Пайерлса). Это происходит в результате тепловых флуктуаций. Под действием напряжения перегибы петли начинают удаляться друг от друга, дислокация постепенно освобождается от атмосферы и начинает движение. При понижении температуры действие тепловых флуктуаций прекращается и отрыв осуществляется только за счет увеличения напряжений. Даже при малых добавках (0,01-0,001%) атомы примесей и легирующих элементов за счет образования атмосфер Коттрелла способствуют большому упрочнению металла, что используется в практике.

Атмосферы Сузуки тормозят движение растянутой дислокации за счет «химической связи атомов примеси или легирующего элемента с этими дислокациями. Из-за большой площади дефекта упаковки атмосферы Сузуки насыщаются атомами примеси или легирующего элемента при больших концентрациях этих атомов (1% и выше). Именно при этих концентрациях атмосферы Сузуки проявляют тормозящее действие. Термические флуктуации не могут разблокировать растянутую дислокацию из-за большое ширины дефекта упаковки. Это возможно только при высокотемпературной (>1000^oC) деформации. Следовательно, атмосферы Сузуки могут способствовать упрочнению металлов до этих температур, например, металлов являющихся инструментами, которые работают в этом температурном интервале.

Атмосфера Снука с упорядоченным расположением атомов внедрения в октаэдрических пустотах, присутствующая вокруг дислокации, должна тормозить движение дислокации.

Причиной является нарушение упорядоченности расположения атомов.