Suzuki atmosphere
简介
在层错能较小的金属中,位错有明显的扩展. 为了保持热平衡,溶质原子在层错和基体两部分的浓度必然不同. 这种溶质原子的非均匀分布同样也能阻碍位错的运动,Suzuki称此为化学相互作用,人们称这种组态为Suzuki气团,即铃木气团.
假设将层错与基体视为两相,合金元素在层错及基体中浓度分别为c1和c0′,而平均浓度为c0.由于层错部分体积较小,故c0′与c0相差无几,上述热平衡条件近似的可写成

式中fm和fs分别为基体和层错的自由能.

扩展位错AB在铃木气团中运动
一个位错在滑移面上分解成为扩展位错,如图所示,半位错A和B之间为堆垛层错.A和B原先各在x1和x2,经切应力σ作用后各移动至x1′和x2′,但移动时溶质原子没有扩散均匀化. 作用于单位长度的半位错A的力包括下列三项:
(i)半位错B加给它的斥力:D/(x2′-x1′);
(ii)层错的表面张力
(iii)外应力所加之力σbA
其中D为常数,2h为层错的厚度,△f=fs-fm,vs为层错的摩尔体积,bA为半位错A的Burgers矢量. 同样对半位错B也受类似三个力,
和σbB的作用. 若此扩展位错能产生滑移,外应力应不小于σ0,则

若略去浓度对体积的影响,上式则可写成

若将二元合金的自由能公式代入上式,则得

其中fa和fb为纯组元A和B的自由能,其中

式中εa,εb各为纯金属A,B的层错能. 由于堆垛层错的两界面与基体呈孪晶关系,所以层错能应等于二倍的孪晶晶界能.
即
Ta,Tb分别为纯金属A,B的孪晶晶界能.
这种化学相互作用在Cu-Ni合金中,当形变温度较高时(1000K),得到很好的验证. 在其它系统中,由于孪晶晶界能的数据不多,难以进行比较. 一般说来,化学相互作用对强度的贡献虽比弹性相互作用小,但前者并不随温度的上升而减小,所以在高温时它就显得较重要.