книги из ГПНТБ / Келли А. Кристаллография и дефекты в кристаллах

■s_-

A. KELLY AND G. W. GROVES

CRYSTALLOGRAPHY AND CRYSTAL DEFECTS

Longman

London

1970

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА

Учение о дефектах структуры кристаллов стало за последние годы неотъемлемой и весьма существенной частью физики твердого тела и физического материаловедения. Точечные дефекты, дисло­ кации, дефекты упаковки и другие несовершенства структуры, неизбежно существующие в кристалле, определяют механические свойства кристалла, управляют процессами диффузии, в значи­ тельной мере влияют на электрические, магнитные и тепловые свойства твердых тел, на процессы роста и фазовых переходов и на явления, сопутствующие пластической деформации. Без достаточно глубокого понимания дефектов структуры невозможно использование свойств кристаллов. Поэтому как теория дефектов кристаллической структуры, так и их экспериментальное исследо­ вание развиваются за последние два-три десятка лет чрезвычайно бурно. Изучение дефектов структуры кристаллов становится настоятельно необходимым для всех, кто изучает, изготовляет и использует кристаллы в самых разнообразных отраслях техни­ ки — в металловедении и металлообработке, в физике и технике полупроводников, в ядерной технике, в космическом материало­ ведении, в оптике, акустике, радиоэлектронике и т. д.

Сейчас уже нет такой острой нехватки книг о дефектах, какая ощущалась еще совсем недавно. Кроме классических переводных монографий [1—6], имеются и отечественные монографии и учеб­ ники [7—13], а также многочисленные сборники трудов конферен­ ций и обзорные статьи.

Чем же оправдывается выпуск еще одной книги о дефектах структуры кристаллов? Дело в том, что предлагаемая вниманию читателей монография А. Келли и Г. Гровса имеет одно существен­ ное отличие от предыдущих книг, придающее ей особую ценность. Это книга не о дефектах вообще, а о кристаллографии дефектов.

6 Предисловие редактора

Учение о дефектах структуры кристаллов базируется на кри­ сталлографии, и для его понимания необходимо хорошо владеть основными понятиями кристаллографии, главным образом гео­ метрическими представлениями и методами. В большинстве книг о дефектах кристаллов в первых главах содержится краткое изложение основных понятий и определений кристаллографии. Но почти всегда подобное изложение дает лишь самое общее пред­ ставление, не интересное для тех, кто знает предмет, и бесполез­ ное для тех, кто встречается с этими представлениями впервые. Даже лица, которые до изучения теории дефектов изучали клас­ сическую кристаллографию, не всегда обращали достаточно вни­ мания на аспекты, необходимые для понимания дефектов струк­ туры. Но, кроме того, те, кому пришлось в последние годы обра­ титься к учению о дефектах кристаллической структуры, как

ся именно кристаллография — те ее разделы и методы, которые необходимы для понимания дефектов,— и само учение о дефектах, полностью базирующееся на кристаллографических представлени­ ях. В этом и заключается отличие предлагаемой книги от всех дру­ гих учебников и монографий по дефектам структуры кристаллов.

Авторы являются не только известными специалистами в дан­ ной области, но и опытными педагогами высших учебных заведе­ ний; прочитанные ими курсы лекций легли в основу настоящей монографии. При этом ими последовательно были отобраны именно те вопросы кристаллографии, которые используются в учении о дефектах структуры и которыми нужно владеть активно, т. е. не просто понимать в общих чертах, о чем идет речь, а уметь применять основные построения, преобразования, упрощения, графические и вычислительные методы. Авторы опустили многие из тех вопросов, которые стали для кристаллографии традици­ онными, без которых не обходится ни один учебник, но которые не используются непосредственно в учении о дефектах. Так, на­ пример, подробно излагая принципы и приемы стереографической проекции и кристаллографического индицирования, авторы вообще ничего не говорят о кристаллических многогранниках; начав с идеи о решетке, они последовательно проводят ее на протяжении всего изложения. Даже основные экспериментальные

законы кристаллографии, такие, как закон постоянства углов, тоже выводятся из представления о решетке. Изложение действи­

никами не столь уж обоснован и что хотя бы рисунки их могли бы помочь читателю представить себе системы эквивалентных плоскостей в пространстве, что необходимо, например, когда излагается вопрос о плоскостях скольжения.

Преимущества принятой авторами системы изложения особен­ но наглядно проявляются в главах, посвященных геометрии пла­ стической деформации путем скольжения и двойникования. Гео­ метрия пластической деформации описана так подробно и нагляд­ но, как это, пожалуй, не сделано ни в одной книге. Здесь, можно сказать, «работает» весь математический и кристаллографический аппарат, изложенный в первой части, и читатель воочию убеж­ дается в том, насколько важны четкие кристалло-геометрические представления для правильного понимания материала книги. Геометрия скольжения, независимые системы скольжения, закон критического скалывающего напряжения иллюстрированы проек­ циями, формулами, наглядными схемами, т. е. всем тем, чего так не хватает во многих книгах по пластической деформации кристаллов.

Трактовка дислокаций в следующих главах ведется на основе развитого представления о геометрии пластической деформации, что придает изложению законченность и наглядность

Экспериментальные данные, приводимые в книге, относятся к самому последнему времени. Нельзя не отметить, однако, неко­ торую однобокость в цитировании литературы: авторы ссылаются в основном лишь на работы, близкие их собственным интересам. Поэтому мы сочли полезным добавить к каждой главе основные отечественные и переводные издания по соответствующим вопро­ сам (в списках литературы они отмечены звездочкой). Подробный перечень работ читатель найдет в выпусках библиографического справочника «Дислокации в кристаллах» (изд-во «Наука») [17].

В заключение хочется отметить, что данная монография может быть чрезвычайно полезна для студентов, аспирантов и препода­ вателей вузов и втузов, для работников исследовательских лабо­ раторий и научных институтов, а также для инженеров-практиков.

Главы 1, 2, 3, 10 и 11 переведены С. Н. Гориным, остальные главы — О. М. Кугаенко и В. С. Савченко. С. Н. Горин оказал также большую помощь при редактировании своими ценными замечаниями, в частности по гл. 12. Решения к задачам прове­ рены О. М. Кугаенко, В. С. Савченко и редактором.

М. Шастлъская

ЛИТЕРАТУРА

1.Рид В. Т., Дислокации в кристаллах, Металлургиздат, М., 1957.

2.Коттрелл А. X ., Дислокации и пластическое течение в кристаллах, Металлургиздат, М., 1958.

3.Ван Бюрен X. Г., Дефекты в кристаллах, ИЛ, М., 1960.

4.Фридель Ж., Дислокации, изд-во «Мир», 1967.

5. Халл Д ., Введение в дислокации, Атомиздат, М., 1968.

6.Хирт Дж., Лоте И., Теория дислокаций, Атомиздат, М., 1972.

7.Васильев Л. И., Дислокации в металлах и сплавах, Ленингр. дом научнотехн. пропаганды, Л., 1963.

8.Новиков И. И., Дефекты кристаллической решетки металлов, изд-во «Металлургия», 1968.

9.Гегузин Я. Е., Макроскопические дефекты в металлах, Металлургиздат,

М., 1962.

10.Классен-Неклюдова М. В., Механическое двойникование кристаллов, Изд-во АН СССР., М., 1960.

И. Иванова В. С. и др., сб. «Роль дислокаций в упрочении и разрушении металлов», изд-во «Металлургия», 1965.

12.Финкель В. М., Физика разрушения, изд-во «Металлургия», 1970.

13. Горелик С. С., Дашевский М. Я., Материаловедение полупроводников

иметалловедение, изд-во «Металлургия», 1973.

14.Сб. «Динамика дислокаций», Харьков, 1968.

15.Физика кристаллов с дефектами (материалы Школы по теории дефектов в кристаллах и радиационных нарушений, Тбилиси, 1965), вып. 1—3, Изд-во АН Груз. ССР, Тбилиси, 1966.

16.Инденбом В. Л., Дислокации в кристаллах, статья в Физич. энцикл. словаре, т. 1, изд-во «Советская энциклопедия», М., 1961.

17.Сб. «Физика деформационного упрочнения монокристаллов», изд-во «Наукова думка», Киев, 1972.

18.Дислокации в кристаллах, библиографический указатель: вып. 1 (до

1959 г.), Изд-во АН СССР, 1959; вып. 2 (1959—1964 гг.), изд-во «Наука»

1966; вып. 3 (1964—1971 гг.), пзд-во «Наука», 1974.