Dislocation dynamics, yield stresses and fracture : from elemental semiconductors to some structural ceramics

(Received 19 June 1990, accepted 4 September 1990)

Abstract
It is suggested that the mechanical behaviour of structural ceramics like SiC and AIN should be closely related to that of semiconductors like Si and GaAs. What is known about dislocation cores and dislocation velocities in semiconductors is briefly reviewed. Then, the link between dislocation dynamics and yield stresses in constant strain-rate experiments is discussed, with special emphasis on the low temperature, high stress range, where the intrinsic mobility of Shockley partials must be considered. It is also shown that the brittle-ductile transition is governed by the velocity of dislocations that are emitted at crack-tips. Published work confirms that SiC exhibits striking similarities with usual III-V compounds.

Résumé
On essaie de montrer que le comportement mécanique de céramiques techniques comme SiC et AIN est analogue à celui de semiconducteurs comme Si et GaAs. Après un résumé rapide des connaissances établies sur la structure de coeur et la mobilité des dislocations dans les semiconducteurs, on discute la relation entre la mobilité des dislocations et la contrainte d'écoulement lors d'essais à vitesse imposée. On insiste sur la nécessité de considérer la mobilité des dislocations partielles, dans le domaine des basses températures et fortes contraintes. On montre que la transition fragile-ductile est régie par la vitesse des dislocations émises en pointe de fissure. Une revue bibliographique montre que SiC présente des similitudes de comportement frappantes avec les composés III-V usuels.