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Experimental Study of Non-Basal Dislocations in Ice Crystals

Published online by Cambridge University Press:  30 January 2017

L. Levi
Affiliation:
Instituto de Física de la Atmósfera, Departamento de Meteorología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Buenos Aires, Argentina
E. M. de Achaval
Affiliation:
Instituto de Física de la Atmósfera, Departamento de Meteorología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Buenos Aires, Argentina
E. Suraski
Affiliation:
Instituto de Física de la Atmósfera, Departamento de Meteorología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Buenos Aires, Argentina
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Abstract

Structures produced by chemical etching on the basal plane of ice crystals have been studied and are discussed in terms of non-basal glide features. Slip bands, revealed by parallel rows of etch pits, generally result from a rapidly applied stress. Etch channels were observed relatively rarely in these experiments; they can be interpreted as trails of dislocations moving slowly under the action of local stresses, sometimes to stresses produced during the etching process. Features of the channels indicate that the dislocations emerging on the basal plane are screw dislocations; their Burgers vector was considered by previous authors to be in the direction <1123>, gliding on {1122}and {101o} slip planes. This assumption is inconsistent with the changes of channel direction we observed, for which the {0111}and {2421}slip planes would have to be considered. As a simpler hypothesis the glide system 〈0001〉, {101o} and 〈0001〉, {1120}is proposed.

Résumé

Résumé

On étudie les figures produites par corrosion chimique dans le plan basal des cristaux de glace et, en relation avec les résultats obtenus, on discute l’existence de plans de glissement prismatiques ou pyramidales.

On observe que des alignements parallèles de figures de corrosion pyramidales, indiquant des bandes de glissement, sont obtenus généralement par une déformation rapide. Dans les conditions présentes on a obtenu rarement des canaux de corrosion. Ils apparaient seulement dans des régions limitées, probablement sous l’action de tensions locales, et ils peuvent s’interprèter comme les traces de dislocations glissant lentement, quelques fois simultanément avec le processus de corrosion.

Les caractéristiques des canaux indiquent que les dislocations, émergeant dans le plan basal, sont des dislocations vis; le vecteur de Burgers a été considéré par de précédents auteurs, du type <1123>, avec les plans de glissement {1122}et {1010}.

Nous montrons que cette supposition n’explique pas les changements de direction observés dans les canaux et qu’on devrait completer le système en considérant aussi les plans {0111}et {2421}. Comme une hypothèse plus simple nous proposons le système de glissement 〈0001〉, {101o} et 〈0001〉, {1120}.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Arbeit gilt der Untersuchung der chemischen Ätzung an der Basalfläche on Eiskristallen und der Diskussion nicht-hasaler Gleiterscheinungen.

Die Ergebnisse lassen claraufschliessen, class Gleitbänder, kenntlich durch parallele Reihen von Ätznarben, im allgetneinen durch eine schnell einwirkende Spannung hervorgerufen werden. Ätzkanälc sind unter den herrschenden Bedingungen selten zu beobachten; sie können als Spuren von Versetzungen gedeutet werden, die langsani unter der Wirkung örtlicher Spannungen, eventuell hervorgerufen während des Ätzvorganges, vor sich gehen.

Das Aussehen der Kanäle deutet darauf hin, dass die Versetzungen, die von der Basalfläche ausgehen, Schraubencharakter habeas; ihr Burgers-Vektor wurde von früheren Autoren dem Typ. <1123>zugeschrieben, mit Gleiten auf {1122}- und {101o} -Gleitfläcbmn. Wir bemerken, dass diese Annahme nicht die beobachteten Wechsel in der Kanalrichtung erklären könnte und dass {1010}- und {2421}-Gleitflächen ebenfalls in Betracht gezogen werden sollten. Als einfachere Hypathese wird das Gleitsystem 〈0001〉, {101o} und, 〈0001〉, {1121}vorgeschlagen.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1965
Figure 0

Fig. 1.Rows of etch pits in a stressed crystal. Stress axis in direction of arrow (×200)

Figure 1

Fig. 2.Inclined section of rows of etch pits in a stressed crystal (×150)

Figure 2

Fig. 3.Rows of etch pits formed without external stressing. Growth direction shown by arrow (×120)

Figure 3

Fig. 4.Tapering etch channels in <1120>and <1010>directions (×1,000)

Figure 4

Fig. 5.Non-tapering channels in <1120>direction (×1,000)

Figure 5

Fig. 6.Channels deflected in the vicinity of etch pits (×500)

Figure 6

Fig. 7.Channels deflected in the vicinity of etch pits (×1,000)

Figure 7

Fig. 8.Channels radiating from a centre of deformation (×500)

Figure 8

Fig. 9.Possible glide planes for a <112 3> screw dislocation