Techniklexikon

Frank-Read-Quelle

Festkörperphysik, von Frank und Read erdachter Mechanismus, der es ermöglicht, im unter einer Schubspannung stehenden Realkristall bei Vorhandensein von unbeweglichen Versetzungsknoten mit einer einzigen Versetzungslinie sehr grosse Abgleitungen zu erhalten. Es kann sich dabei auch um Versetzungen handeln, deren Beweglichkeit unter den praktisch auftretenden Spannungen so gering ist, dass sie als solche Verankerungen wirken können. Bei genügend grosser Schubspannung werden sich die Versetzungsstücke zwischen zwei Knoten so ausbreiten, dass schliesslich ein positives und ein negatives Versetzungsstück mit gleichen Burgers-Vektoren einander näher kommen. Die von den Versetzungslinien eingeschlossenen Schnittflächen können dann miteinander verschmelzen; die beiden Linienstücke heben sich weg, und es stellt sich im wesentlichen wieder die ursprüngliche Versetzungsanordnung ein. Durch diesen Mechanismus der Versetzungsquellen können immer neue, vom Netz abgelöste Versetzungsringe erzeugt werden, und damit ist es möglich, die in Metallen zu beobachtende grosse, oft viele 100 % betragende Verformbarkeit zu erklären.

Die kleinste, für eine solche ebene Quelle nötige Schubspannung ergibt sich zu , wo b die Länge des Burgers-Vektors, l₀ die betreffende Maschenlänge und E_L die Linienenergie (Versetzungsenergie je Länge) ist, für die näherungsweise gilt . Neben den ebenen Versetzungsquellen treten am häufigsten die räumlichen Versetzungsquellen und die Spiralquellen auf.