несколько зернограничных дислокаций могут сливаться, образуя решеточную
дислокацию. Поэтому границы зерен являются источниками и стоками
решеточных дислокаций. Поскольку границы зерен, как правило, извилистые,
то движение зернограничных дислокаций путем скольжения невозможно. При
переползании зернограничных дислокаций происходит поглощение или
выделение вакансий.
При деформации материалов при низких температурах решеточные
дислокации входят в границы зерен и расщепляются на зернограничные
дислокации. Поскольку подвижность вакансий при низких температурах мала,
то зернограничные дислокации не могут переползать в границах на
значительные расстояния и скопления зернограничных дислокаций
препятствуют вхождению в границы новых решеточных дислокаций. Иначе
говоря, при низких температурах граница зерен являются, в основном,
барьерами для решеточных дислокаций. Поэтому прочность материалов при
низких температурах высока. При измельчении зерен количество препятствий
для решеточных дислокаций увеличивается, и мелкозернистые материалы
более прочны, чем крупнозернистые, при низких температурах.
При высоких температурах подвижность вакансий велика, и
зернограничные дислокации, образующиеся при вхождении в границы зерен
решеточных дислокаций, легко перемещаются вдоль границ зерен. Поэтому
границы зерен в основном являются стоками для решеточных дислокаций.
Следовательно, накопления решеточных дислокаций у границ зерен не
происходит, и прочность материалов при высоких температурах снижается.
Чем мельче зерна, тем больше суммарная протяженность границ зерен и
меньше плотность решеточных дислокаций. Поэтому при высоких
температурах мелкозернистые материалы имеют меньшую прочность, чем
крупнозернистые.
Кроме того, измельчение зерен ведет к росту удельного электрического
сопротивления металлических материалов и падению удельного
электрического сопротивления диэлектриков и полупроводников.
4.4 Объёмные дефекты кристаллической решетки.
К объёмным, или трехмерным дефектам кристаллической решетки
относятся трещины и поры.
Наличие трещин резко снижает прочность как материалов, поэтому они
являются крайне нежелательными дефектами. Это связано с тем, что острые
края трещин являются концентраторами напряжений. Причем в металлических
материалах при одинаковой геометрии трещин прочность остается выше, чем в
неметаллических. Природа этого различия состоит в том, что в металлических
материалах в области концентрации напряжений происходит пластическая
деформация материала, приводящая к затуплению трещин. В неметаллических
непластичных материалах затупления острых краев трещин не происходит и
трещина быстро развивается.
Присутствие в материале пор также снижает прочность металлических
материалов, поскольку уменьшается истинное сечение деталей. В