Рассмотрим механизмы аннигиляции дислокаций, способные обеспечить рассматриваемую ситуацию.
Как известно, дислокация не может обрываться в кристалле, она или образует замкнутую петлю, или выходит на поверхность. В период образования физического контакта дислокации могут выходить из металла в те участки поверхности, где еще нет полного контакта. После образования физического контакта на границе металл–неметаллический кристалл такая ситуация исключается. Здесь должны действовать другие механизмы. Таким механизмом может быть образование и аннигиляция дислокационных диполей. Для этого в металле должны иметься дислокации разных знаков, скользящие в соседних, достаточно близко расположенных плоскостях скольжения. При обычных схемах диффузионной сварки, когда металл заключен между плоскопараллельными жесткими поверхностями керамики или керамики и недеформирующегося пуансона в ходе пластической деформации металла, в нем генерируются дислокации разных знаков примерно в одинаковом количестве (в противном случае при генерации преимущественно дислокаций одного знака происходило бы искривление металлического элемента, аналогичное изгибу пластины, что в данной схеме невозможно). Отсюда — достаточно большая вероятность образования дислокационных диполей.
Но дипольный механизм аннигиляции может быть эффективен лишь при высокой плотности дислокаций, близкой к максимально возможной.
Радиус ядра дислокации составляет 1,5-2b. Исходя из этого, оценим максимально возможную плотность дислокаций, когда они расположены настолько близко друг к другу, что их ядра приходят в соприкосновение.
При такой плотности дислокации теряют свои индивидуальные свойства. Максимальное сокращение расстояний между дислокациями облегчает их аннигиляцию.
Краевые дислокации могут скользить только в одной плоскости, поэтому возможна только их быстрая аннигиляция при случайном столкновении двух дислокаций противоположного знака в соседних плоскостях или же медленная аннигиляция вследствие переползания дислокаций диполя. Но быстрая аннигиляция краевых дислокаций возможна и в том случае, если дислокационный диполь образуют дислокации, скользящие не в соседних плоскостях, а отстоящих друг от друга на расстояние d, если d/b ≤ 5-7. При этом образуется d/b вакансий на каждую плоскость.
Выполним некоторые оценки в рамках модели аннигиляции дислокационных диполей. Пусть плотность дислокаций ρ, плотность диполей ρdip = kρ. При аннигиляции 1-го диполя образуется nv вакансий на одну атомную плоскость, тогда на единицу длины дислокации их будет.
Согласно проведенным исследованиям, т.е. необходимое условие d ≤ hанн в данном случае выполняется, и процесс аннигиляции диполей при такой плотности дислокаций является термодинамически выгодным.