YMK, HMK ve HSP yapılarda kayma

YMK yapıda kayma

Bir dislokasyonun Burgers vektörünü yazarken hem kayma yönünü, hem de kaymanın yarattığı şekil değişiminin miktarını, yani vektörün büyüklüğünü ifade etmemiz gerekiyor. Bunun için, kristal yapılardaki yönleri tarif ederken uyguladığımız yaklaşımın bir benzerini kullanıyoruz. Örnek olarak aşağıdaki resim üzerinde, yüzey merkezli kübik (YMK) yapı için Burgers vektörünü nasıl gösterdiğimize bakalım.

YMK yapıda kayma, sıkı paketlenmiş {111} düzlem ailesi üzerinde ve <110> yön ailesi doğrultularında gerçekleşiyor. Bu da, YMK yapıda kaymanın 12 farklı sistem üzerinde gerçekleşebileceği anlamına geliyor.

Bir dislokasyonun Burgers vektörünü yazmak için, kristal yapılarda yön tarif ederken kullandığımız Miller indislerinden faydalanıyoruz. Örnek olarak yukarıdaki resimde, (111) düzlemi üzerinde ve [110] doğrultusunda uzanan Burgers vektörünü göstermek için, vektörün doğrultusunu, vektörün uzunluğu ile çarpım halinde yazıyoruz. Yukarıda gösterilen vektör kristal içindeki [110] doğrultusunun yarısına kadar uzandığı için, bu doğrultunun yarı uzunluğunu kafes sabiti ile çarparak Burgers vektörünü elde edebiliyoruz.

Sonuç olarak elde ettiğimiz ifade sayesinde, bir birimlik kayma sonucunda kayma düzlemi üzerinde meydana gelen hareketi, kaymanın yönü ve kaymanın (kafes sabiti cinsinden) büyüklüğü ile birlikte gösterebiliyoruz.

HMK yapıda kayma

HMK yapıda, YMK yapıda olduğu gibi sıkı paketlenmiş bir düzlem bulunmuyor. Burada dikkat etmemiz gereken bir nokta var: HMK yapıda {110} düzlemleri, diğer düzlemlere kıyasla daha yüksek sayıda atom barındırıyor, yani paketleme yoğunlukları daha yüksek. Fakat bir düzlemi sıkı paket (İngilizce: close-packed) olarak değerlendirebilmemiz için, düzlem üzerindeki atomların, YMK yapının {111} düzlemlerinde olduğu gibi, altıgen bir mozaik oluşturacak şekilde (yukarıdaki resim) ve birbirleri ile “temas” halinde dizilmeleri gerekiyor. Bu nedenle, HMK yapıdaki {110} düzlemleri yüksek yoğunlukları nedeniyle kayma için daha elverişli düzlemler olsalar da, YMK yapıdaki {111} düzlemleri kadar Peierls kuvvetinin azalmasını sağlayamıyorlar.

Belirgin bir kayma düzlemi olmaması nedeniyle, HMK yapıdaki kayma sistemlerinin sayısı malzemeden malzemeye değişiklik gösteriyor. Örnek olarak demirde 48 farklı kayma sistemi aktif olabilmesine rağmen, bu durumu bütün HMK yapıya sahip metallerde gözlemleyemiyoruz.

HMK yapıda kayma, yüksek çizgisel yoğunluğu nedeniyle <111> yönünde gerçekleşirken, {110}, {112} ve {123} düzlemlerinin birinde veye birkaçında, malzemeden malzemeye farklılık gösterecek şekilde gerçekleşebiliyor. Örneğin demir kristallerinde kayma, bu düzlem ailelerinin hepsinde gerçekleşebildiği için, 48 gibi yüksek bir kayma sistemi sayısı ortaya çıkabiliyor. Yukarıdaki resimde (110) düzlemi üzerinde ve <111> yönünde kayan bir dislokasyonun Burgers vektörü gösteriliyor. Bu vektör kristal kafes içinde [111] doğrultusunun yarısına kadar uzandığı için, bu doğrultunun yarı uzunluğunu kafes sabiti ile çarparak Burger vektörünü elde edebiliyoruz.

HSP yapıda kayma

HSP yapıda kayma, sadece kristalin taban düzlemi üzerinde ve sıkı paketlemiş, aşağıdaki resimde gösterilen doğrultuda gerçekleşebiliyor.

Bu sistem üzerinde gerçekleşen kaymanın Burgers vektörünü, aşağıdaki ifade ile gösteriyoruz.

HSP yapıdaki kayma sistemi sayısının kübik yapılara kıyasla daha az olması nedeniyle, bu kristal yapıya sahip metaller daha kırılgan bir doğaya sahip oluyorlar. Kayma sistemi sayısının az olması, HSP yapıya sahip metallerde ikizlenmenin daha sık karşımıza çıkmasına da neden olabiliyor. İkizlenmenin şekil değişimine katkısı tek başına ele alındığında çok az olsa da, kristal kümelerinin yönelimini değiştirerek, kayma oluşması mümkün olmayan bazı taban düzlemleri üzerinde de kaymanın gerçekleşmesini sağlayabiliyor.


Devamı: