Оглавление:
Классификация дефектов кристаллического строения. Точечные дефекты, зависимость их концентрации от температуры. Краевая и винтовая дислокации
- Классификация дефектов кристаллических структур. Точечные дефекты, зависимость их концентрации от температуры. Монокристаллы краевой и винтовой дислокации могут быть выращены из жидкого расплава. Монокристалл-это кусок металла из монокристалла. Металлы и сплавы, полученные в нормальных условиях, состоят из большого количества кристаллов и имеют поликристаллическую структуру. Эти кристаллы называются зернами и имеют неправильную форму.
Каждая частица имеет свою ориентацию кристаллической решетки и отличается от ориентации соседних частиц. Внутренняя структура зерна не является правильной. В кристаллической решетке металлов имеются дефекты (неполнота), которые разрушают связи между атомами и влияют на свойства металлов. Все дефекты решетки являются нарушениями укладки атомов в решетке. Поверхностные дефекты-это границы металлических частиц. Различают следующие структурные дефекты: дефекты решетки, точечные, мелкие, линейные, плоские. Дефекты в кристаллах существенно изменяют физические, механические, химические и технические свойства металлов.
Точечные дефекты включают вакансии (пустые узлы), чужеродные атомы введения. Людмила Фирмаль
Чем выше температура, тем больше дефектов. Примесные атомы являются одним из наиболее распространенных дефектов кристаллической структуры (вакансии, дислоцированные атомы). Вакансии-это пустые узлы кристаллической решетки, образованные по разным причинам. Источником вакансий являются границы зерен, которые нарушают правильное расположение атомов. Количество вакансий и их концентрация зависят от температуры при обработке. Количество вакансий увеличивается с повышением температуры.
Единичная вакансия возникает при движении по кристаллам и связывается парами, при этом общая поверхность их уменьшается, устойчивость пар вакансий увеличивается, тривакансии и всей цепи уменьшаются. Дислоцированные атомы-это атомы, покинувшие узлы кристаллической решетки и возникшие в междоузлиях. Обратитесь к точечным дефектам. Примесные атомы занимают положение основных атомов в кристаллической решетке или встроены внутрь ячейки (своего рода точечный дефект). Нарушение точности кристаллической структуры вокруг атомов вакансий, дислоцированных атомов и примесей нарушает равновесие силового поля атомов во всех направлениях. Все изменения — не более чем несколько атомных диаметров.
- Точечные дефекты взаимодействуют друг с другом. Существует взаимодействие между точечными дефектами и линейными дефектами-дислокациями. Линейный дефект мал в двух измерениях, третий дефект больше, он может быть соизмерим с длиной Кристалла. Линейные дефекты включают цепочки вакансий, интерстициалов и дислокаций. Дислокации могут растягиваться довольно в одном направлении и иметь небольшие растяжки в противоположном направлении. Прочность и пластичность металла напрямую зависит от наличия дислокаций. Линейная неполнота-это дислокация, особый вид неполноты в кристаллической решетке. Характеристикой дислокационной структуры является плотность дислокаций.
В настоящее время известны различные механизмы образования дислокаций. Дислокации могут возникать с образованием субзерен, с ростом частиц. Экспериментально подтверждено, что граница зерен и граница блоков имеют высокую плотность дислокаций. При кристаллизации из расплава он энергетически благоприятен, когда зародыш растет с образованием спиральной дислокации на его поверхности. Способствует образованию дислокаций и сегрегации примесей.
В закаленных металлах дислокации возникают в результате накопления вакансий. Людмила Фирмаль
Область дефекта Кристалла вокруг края экстраплоскости называется краевой (линейной) дислокацией. Краевая дислокация представляет собой быстрое затухание поля упругих напряжений в кристаллической решетке вокруг края экстраплоскости, что обусловлено тем, что параметры решетки несколько сжимаются на этом краю и соответственно растягиваются под ним. В одном измерении степень дислокации макроскопична(дислокации могут быть разрушены только на границе кристалла, которая является границей полосы сдвига). Региональное движение сдвига консервативно. Если Экстраплан находится на вершине кристалла, сдвиг называется положительным; если экстраплан находится на дне кристалла, он называется отрицательным.
Винтовая дислокация образуется при смещении двух частей Кристалла в плоскость кластера вакансий. Если винтовая дислокация образована вращением по часовой стрелке, если вращение против часовой стрелки, то она называется право-левая. Вакансии и интерстиции не перетекают в спиральные дислокации. Также возможно образование частичных и смешанных дислокаций. Образование дислокаций увеличивает энергию кристаллов. Дислокации способствуют увеличению внутреннего напряжения металла. Использование поляризованного света позволяет нам идентифицировать поля давления, создаваемые вокруг сдвига.
Смотрите также:
Методические указания по материаловедению
| Диффузия в металлах | Световая микроскопия; количественные характеристики микроструктуры |
| Фазовые переходы I и II рода | Элементарная ячейка; координационное число; сингония |
