Часткова дислокація Франка — це різновид часткової дислокації у гранецентрованих кубічних (ГЦК) кристалах, що характеризується вектором Бюрґерса , де  — параметр елементарної комірки. На відміну від повної дислокації , цей вектор не відповідає повній трансляції ґратки, тому така дислокація є «частковою».

Термін «часткова дислокація Франка» пов'язаний з роботами Чарльза Франка, який у 1950-х роках розвинув теорію дислокацій і проаналізував можливість існування часткових дислокацій, які обмежують (кристалографічні дефекти, що виникають унаслідок порушення нормальної послідовності пакування (укладання) атомних площин у кристалічній ґратці) в гранецентрованих кубічних кристалах. Франк показав, що вставляння або видалення щільноупакованого атомного шару в площинах {111} призводить до утворення дефекту пакування, межа якого описується дислокацією з вектором Бюрґерса .

Геометрична та фізична характеристика

Часткова дислокація Франка утворюється як гранична лінія дефекту пакування, що створюється шляхом вставлення або видалення одного щільноупакованого шару атомів {111}. Видалення шару призводить до внутрішнього дефекту з послідовністю укладання ABCACABC…, тоді як вставлення створює зовнішній дефект з послідовністю ABCABACAB… Часткова дислокація Франка, яка обмежує площину дефекту пакування в щільноупакованих площинах типу {111}, є крайовою дислокацією. Оскільки її вектор Бюрґерса орієнтований нормально до площини дефекту пакування, вона під дією прикладеного напруження не може здійснювати консервативне ковзання в цій площині. Через це часткова дислокація Франка є, як правило, сидячою (), тобто нерухомою в межах стандартних систем ковзання. Вона може рухатися лише за механізмом переповзання зі зміною площини ковзання.

Енергія часткової дислокації Франка визначається сумою лінійної енергії самої дислокації (пропорційної ) та поверхневої енергії дефекту пакування, який вона обмежує.

Утворення Часткові дислокації Франка можуть утворюватися внаслідок: розщеплення повної дислокації; шляхом поєднання часткової дислокації Шоклі з повною дислокацією; агрегації вакансій або міжвузлових атомів з утворенням дислокаційних петель; радіаційного опромінення; швидкого охолодження або нерівноважних фазових перетворень.

Реакції за участю часткової Франка Часткова дислокація Франка може брати участь у реакціях розщеплення або перетворення, зокрема:

.

За такої реакції часткова дислокація Франка може перетворюватися на дві рухомі часткові дислокації Шоклі, що зменшує повну енергію системи за відповідних умов (залежно від енергії дефекту пакування). Також можлива взаємодія з повними дислокаціями, що приводить до утворення складних конфігурацій дефектів.

Значення Часткові дислокації Франка відіграють важливу роль у: формуванні радіаційних дефектів; еволюції мікроструктури під час опромінення; механізмах зміцнення матеріалів; кінетиці фазових перетворень; стабілізації дефектів пакування у ГЦК сплавах.

Часткові дислокації Франка є ключовим елементом сучасної теорії дислокацій та фізики дефектів кристалічної ґратки.

Див. також Енергетичний критерій Франка

Примітки

Джерела