J. Phys. France 45, 1337-1345 (1984)
DOI: 10.1051/jphys:019840045080133700

A lattice-dynamics model of the interaction of a dislocation with point defects

J.A. Caro^{1, 2} et N. Glass<sup>3

1</sup>  Institut de Génie Atomique, Swiss Federal Institute of Technology, CH-1015 Lausanne, Switzerland
²  and, Centro Atómico Bariloche, Comisión Nacional de Energia Atómica, 8400, Bariloche, Argentina
³  Department of Physics, University of California, Irvine, California 92717, U.S.A.

Abstract
We consider a lattice dynamics model of a straight screw dislocation moving in a simple cubic lattice with nearest-neighbour « snapping bonds ». The effect on the lattice of the dislocation motion is described by a dynamic source-force, or Kanzaki-force, and the lattice response by the phonon Green's function. A random array of isotopic substitutional point defects is introduced, and the average-t-matrix approximation of the configurational averaged Green's function is employed to describe the defect-lattice response. By using these quantities to calculate the energy radiated, as phonons, from the moving dislocation, and equating this energy to the work done by the applied stress, we obtain numerically the relation between the applied stress and dislocation velocity as a function of defect concentration. This stress-velocity relation shows that the site mass-change, through their global effect upon the lattice dynamics can introduce a dynamic lattice softening contribution to the usual solute hardening effect of the interaction between dislocation and point defects.

Résumé
Nous considérons un modèle de dynamique du réseau pour une dislocation vis, rectiligne, qui se déplace dans un réseau cubique simple avec des liaisons entre premiers voisins (modèle dit du « snapping bond »). L'effet sur le réseau, dû au mouvement de la dislocation, est décrit par une force-source dynamique, ou force de Kanzaki, et la réponse du réseau par la fonction de Green relative aux phonons. On introduit des défauts ponctuels isotopiques répartis de manière aléatoire. La fonction de Green du réseau avec défauts est calculée dans l'approximation de la matrice T moyenne (average T-matrix approximation). En égalisant l'énergie rayonnée par la dislocation en mouvement au travail fait par une contrainte extérieure, on obtient la relation entre contrainte appliquée et vitesse de la dislocation (en fonction de la concentration de défauts). Cette relation vitesse-contrainte montre que les défauts de masse, à travers leurs effets sur la dynamique du réseau, peuvent introduire un adoucissement dynamique en plus de l'effet bien connu de durcissement par solution solide.

PACS
6172Y - Interaction between different crystal defects; gettering effect.

Key words
dislocation interactions -- dislocation motion -- Green's function methods -- lattice dynamics -- lattice phonons -- point defects -- screw dislocations