VACANCY-INDUCED FRICTIONAL FORCE ON AN EDGE DISLOCATION

Résumé
Dans la présente communication les lacunes excessives sont considérées comme émises du noyau de dislocation en mouvement par suite d'une montée occasionnée par la contrainte. En appliquant la seconde loi de Fick, on peut dégager l'équation de la distribution des lacunes en régime stationnaire autour d'une dislocation coin en montée. Cette équation ressemble à l'expression, déjà démontrée ailleurs, concernant la source linéaire en mouvement, émettant de la chaleur à un taux constant. La caractéristique essentielle de l'expression est que la distribution est asymétrique dans la direction de la montée, le gradient étant le plus fort dans le sens du mouvement et le moins fort dans le sens inverse. En étudiant le potentiel chimique de la distribution des lacunes, on décrit la force frictionnelle occasionnée par les lacunes, c'est-à-dire la force chimique dynamique comme étant la dérivée négative du potentiel chimique. Il est démontré qu'une telle force chimique augmente en pratique linéairement, au fur et à mesure qu'augmente la rapidité de la montée de la dislocation, jusqu'aux contraintes de l'ordre de 10⁸ et de 10¹⁰ dyne/cm². Par conséquent, la présente méthode de recherche pourrait également être modifiée en vue d'une dérivation des forces frictionnelles s'exerçant sur les dislocations et occasionnées par les atomes interstitiels, comme le charbon et le nitrogène dans le fer, qui occasionnent des pointes de friction interne.

Abstract
In the present paper excessive vacancies are considered to be emitted from the moving dislocation core as a result of a stress-induced climb process. By applying Fick's second law of diffusion the steady-state vacancy distribution around a climbing edge dislocation is derived, resembling the expression earlier found for a moving line source emitting heat at a constant rate. The essential feature of the derivation is that the distribution is asymmetrical in the climb direction, having the greatest gradient in the forward direction and the smallest in the reverse direction. By considering the chemical potential of the vacancy distribution, the vacancy-induced frictional force, i. e. dynamic chemical force, is derived as the negative derivative of the chemical potential. It is shown that such a chemical force increases virtually linearly up to stresses of the order of 10⁸ to 10¹⁰ dyne/cmz² with increasing dislocation climb velocity. Consequently, the present approach might also be modified for the derivation of frictional forces on dislocations caused by interstitial point defects, such as carbon and nitrogen in iron, resulting in the internal friction peaks.