Оглавление:
Строение и свойства реальных кристаллов
- Структура и свойства реальных кристаллов В реальных кристаллах из-за различных дефектов структуры характеристики существенно отличаются от теоретически определенных (рис.1.8). так, например, экспериментально установленное значение критического сопротивления деформации (сдвигу) на несколько порядков отличается от теоретического значения, рассчитанного по формуле.
Основными дефектами кристаллической решетки металлов считаются точечные, линейные и поверхностные. дефекты возникают из-за наличия примесных атомов или образования вакансий-пустые места в узлах кристаллической решетки не занимают атомы в результате их выхода или смещения(рис.1.9).
Точечные (небольшие по всем размерам) Людмила Фирмаль
Количество вакансий даже при температурах, близких к температуре плавления Она не превышает 2% от этих и расположенных атомов, поэтому на 1 см2 она соответствует 10 20.Также точечные дефекты возникают из-за наличия атомов с энергией, превышающей среднюю энергию атомов кристаллической решетки, недостаточной чистоты и др.
Линейные несовершенства малы в 2-D и относительно длинны в 3-D. Поверхностный дефект только мал в 1 измерении и значителен в 2 других измерениях. Рисунок 1.8.Структурная схема собственно кристаллической решетки (дислоцированные атомы отмечены крестиком; незагруженные участки решетки-вакансии） •••• Рисунок 1.9.
- Расположение атомов с точечными дефектами(крестиком показаны смещенные атомы, черточкой-примесные атомы, местом без решетки-вакансия） Есть и более серьезные дефекты в структуре реальных кристаллов.Именно поэтому металлические кристаллы обычно имеют размер около 1 микрона и состоят из большого количества областей, расположенных под одним углом в несколько десятков минут.
Эти дискретные области, где атомы упакованы правильно, называются блоками (рис.1.10). на границе между блоками упаковка атомов искажается. комплекс блоков мозаичной структуры. Теория дислокаций не только доказывает действительную прочность кристалла, но и объясняет многие механические и физические свойства металлов и сплавов.
Итак, кристалл представляет собой уникальный Людмила Фирмаль
Например, зависимость деформации от напряжения от механических свойств ния; старение хрупкость; влияние И отчасти СТВ; изменение плотности, внутреннее трение; полиморфизм и / или так далее Шипы и магнитные свойства; Различают пределы дислокации.
На расширенном верхнем крае (линейная) дислокация полного Кристалла (рисунок 1.11)!Была введена дополнительная атомная плоскость PQ (вне плоскости), перпендикулярная плоскости рисунка, в то время как решетка осталась нетронутой. Число строк в атоме на плоскости as на 1 больше, чем число под ним.
Внеплоскостная кромка называется линией дислокации, а ее поперечное сечение состоит из области кристаллической решетки м. Рисунок I 10 идеальный (а), фактический (б) Кристалл и структурная схема блочной структуры 20 000 Размер от 2 до 5 периодов.
Длина дислокационной линии может достигать десятков тысяч периодов решетки, а форма может быть самой разной:прямолинейной спиральной, замкнутой и др. (положительная дислокация is_/_, отрицательная дислокация ()). — При разрезании кристалла вдоль плоскости Q образуется спиральная дислокация (рис. 1.12), и только 1 период решетки, параллельный краю надреза AD, смещается вдоль этой плоскости в другую part.
In в этом случае горизонтальная атомная плоскость слегка изгибается, и каждое ребро замыкается с ребром ближайшего соседнего plane.As в результате Кристалл выглядит как единая атомная плоскость, закрученная винтами. Рисунок 1.11: расположение атомов в линейной перестройке (а) и линейном дефекте (б). Сдвиг вектора. 3.） Рисунок I 12.
Кристаллическая структура в схеме формирования винтовой дислокации (l) и винтовой дислокации (b） Рисунок 1-13 микрофотография дислокации х 400 На рис. 1.12.6 показано расположение верхних и нижних атомов в плоскости скольжения Q, соответствующей поверхности чертежа (белый круг-это верхние атомы в плоскости Q, а черный круг-под ним).
Линия винтовой дислокации Ади параллельна вектору сдвига (в линейной дислокации эта линия перпендикулярна вектору сдвига). Все дислокации характеризуются энергией искажения кристаллической решетки.Критерием этого искажения является вектор сдвига (или вектор Бергера).
Если это плотная кристаллическая решетка с чередующимися слоями атомов, в которой порядок упаковки этих слоев нарушается только той частью, а не всей кристаллической частью, то вдоль границы этого нарушения возникает частичная дислокация.
На рис. 1.13 показаны следы точечных дислокаций (отдельные точки) и микрофотографии линейных дислокаций (сплошные линии, спирали или полукруги), при этом частицы дислокаций могут быть расположены в виде изогнутого сфокусированного пучка или в виде сети пересекающихся дислокаций.
Смотрите также:
| Плавления и кипения металлов | Строение атомов, межатомная связь и периодическая система элементов Д. И. Менделеева |
| Кристаллизация металлов | Кристаллическое строение элементов |
