defecte punctuale - studopediya

Fig. 1.4. defectelor punctuale

Iov - absența atomilor în rețeaua cristalină, „găuri“ care sunt formate ca urmare a diferitelor cauze. Se formează la trecerea atomilor de la suprafață în mediu sau ale punctelor zabrele pe suprafața (limitele granulelor, golurile, fisuri, și așa mai departe. D.), ca rezultat al deformării plastice, când bombardați atom corp sau de mare energie particule (iradiere în iradiere ciclotron sau neutroni reactor nuclear). concentrația de neocupare este determinată în mare măsură de temperatura corpului. Mutarea prin cristal, pot apărea posturi vacante unice. Și să se alăture în divacancy. Acumularea de mai multe posturi vacante poate duce la formarea de pori și goluri.

atom dizlocată - este un atom eliberat dintr-un sit cu zăbrele și a avut loc în interstițiu. Concentrația de atomi dislocat este mult mai mică decât locuri de muncă, deoarece formarea lor necesită costuri semnificative de energie. Astfel atom la fața locului muta un post vacant.

atomi de impurificare sunt întotdeauna prezente în metalul, deoarece este practic imposibil pentru topirea metalelor pure chimic. Acestea pot fi dimensionate mai mari sau mai mici decât atomii majore și situate în site-urile cu zăbrele sau site-uri interstițiale.

defecte punctuale provoca o ușoară deformare a grilajului, ceea ce poate conduce la o modificare a proprietăților corpului (conductivitate electrică, proprietăți magnetice), prezența lor contribuie la fluxul de procese de difuzie și de transformare de fază în stare solidă. Când navigarea prin defectele de material pot interacționa.

Principalele defecte liniare sunt dislocații. înțelegerea apriori dislocațiilor folosit pentru prima dată în 1934 și g. Orovanom Theilers când deformarea plastică a materialelor cristaline pentru a explica diferența mare între metalul teoretic și practic rezistență.

Dislokatsiya- sunt defecte ale structurii cristaline, reprezentând linia de-a lungul și în apropierea căreia caracteristica cristal locația corectă rupt avioane atomice.

Cele mai simple tipuri de luxatii - margine și șurub.

O muchie dislocare este o linie de-a lungul căreia se termină în interiorul marginii de cristal „extra“ half-plan (fig. 1.5).

Incompletă a planului suplimentar numit.

Cele mai multe dislocațiilor formate prin mecanismul de deplasare. Formarea sa poate fi descrisă prin următoarele operații. Cristal de incizie ABCD plane, deplasa în raport cu porțiunea superioară a inferior cu o perioada grilajului, în direcția perpendiculară AB și apoi reconcilia din nou atomii de pe marginile tăiate ale fundului.

Fig. 1.5. O muchie dislocare (a) și mecanismul de formare a acesteia (b)

Cea mai mare distorsiune în aranjamentul atomilor într-un cristal are loc aproape de marginea de jos a extra. La stânga și la dreapta de la marginea extra aceste distorsiuni sunt mici (câteva perioade de zăbrele), și de-a lungul marginii distorsiunii suplimentare se extind prin întregul cristal și poate fi foarte mare (mii de parametrii de rețea) (fig. 1.6).

Dacă de extra la partea de sus a cristalului, dislocare margine - pozitiv (# 9524;), în cazul în care partea de jos, apoi un negativ (# 9516;). Dislocările același semn sunt respinse și atrași de vizavi.

Fig. 1.6. Distorsiunea în rețeaua cristalină, în prezența unei dislocare margine

Un alt tip de dislocare a fost descrisă de Burgers și a numit o dislocare șurub. Se obține prin forfecare parțială a planului Q în jurul liniei FE (fig. 1.7). Pe suprafața cristalului se formează un pas, trecând de la punctul E la marginile cristaline. O astfel de deplasare paralelă parțială dă straturi atomice, cristalul se transformă într-un plan atomic singur pe șurub într-o formă răsucită de spirală scobit în jurul unei linii EF, care este separarea părții a planului de alunecare în care a avut loc trecerea de la partea în care se începe trecerea frontierei. De-a lungul liniei de FE se observă macroscopice imperfectiuni caracter zone în alte zone ale dimensiunilor sale sunt mai multe perioade.

Fig. 1.7. Mecanismul de formare a unei dislocare șurub

În cazul în care tranziția de la nivelul superior la orizonturile inferioare se face prin rotirea în sensul acelor de ceasornic, dislocarea dreapta, iar dacă rotirea în sens antiorar - stânga.

O spirală dislocare nu este asociat cu nici un plan de alunecare se poate deplasa de-a lungul orice plan care trece prin linia de dislocare. Locuri de muncă și atomi dislocați pentru a șurub dislocarea nu se scurge.

În substanța atomii de proces de cristalizare care se încadrează la vapori sau o soluție, este ușor să se alinieze pașii, ceea ce conduce la mecanismul de creștere a cristalului elicoidal.

Liniile de dislocare nu se poate termina în cristal, acestea ar trebui să fie închise, fie pentru a forma o buclă sau o sucursală în mai multe luxații, sau du-te la suprafața cristalului.

Structura dislocare a materialului are o densitate de dislocații.

Densitatea de dislocare în cristal este definit ca numărul mediu de linii de dislocare care traversează zona pătrat de 1 m 2 în interiorul corpului sau lungimea totală a liniilor de dislocare într-un volum de 1 m 3.

Densitatea de dislocare variază în limite largi și depinde de materialul. După recoacere minuțioasă, densitatea de dislocare 10 5 10 7 m 2. Cristale cu cristale densitate zabrele dislocare puternic deformată atinge 10 15 10 16 m -2.

densitatea dislocare determină în mare măsură rezistența și ductilitatea materialului (fig. 1.8).

Fig. 1.8. Impactul densității puterea de dislocare

rezistență minimă este determinată de densitatea critică a dislocațiilor # 961; = 10 5 ... 10 7 m 2. În cazul în care densitatea este mai mică decât valoarea # 961; a, rezistența la deformare crește brusc, iar puterea este aproape teoretică. rezistență mai mare realizată prin asigurarea unei structuri de metal cu defect liber, și creșterea densității de dislocare, împiedicând mișcarea lor. In prezent, cristalele fara defecte create - Mustățile de până la 2 mm, grosime 0,5. 20 microni - „whiskers“ cu o rezistență aproape teoretic: fier # 963; B = 13000 MPa, pentru cupru # 963; B = 30000 MPa. Când metalele de întărire nu trebuie să crească dislocare valorile densității depășesc 10 15. 10 16 m -2. În caz contrar, fisuri.

Luxații afecta nu numai puterea și ductilitatea, ci și pe alte proprietăți ale cristalelor. Cu o creștere a densității de dislocare mărește frecarea, proprietățile optice modificate, rezistivitatea crește din metal. Dislocații crește viteza medie de difuzie în cristal, accelera îmbătrânirea și alte procese care reduc rezistența chimică, cu toate acestea, ca urmare a tratamentului de suprafață a cristalului cu substanțe speciale, în locurile în care se formează dislocații gropi.

Dislocările se formează în timpul formării cristalelor dintr-o topitură sau în fază gazoasă, blocuri intergrowth cu unghiuri mici misorientation. Când mutați posturile vacante în cristal, acestea sunt concentrate, formând o cavitate în formă de discuri. În cazul în care aceste discuri sunt mari, atunci este favorabil energetic „trantite“, le pentru a forma la marginea dislocare marginea discului. Dislocații sunt formate în deformarea în timpul cristalizării în timpul tratamentului termic.

Pentru a clasifica defectele de suprafață și a limitelor grăunților BLO-ing cristale suprafață liberă et al. (Fig. 1.9). Ei au doar o singură dimensiune mică - grosime.

Fig. 1.9. Și dezorientare a boabelor într-un bloc de metal

Sursele de defecte de suprafață sunt:

· Limita dintre cereale dezorientata (Cree-cristalite), de exemplu, defecte de stivuire, adică, încălcări ulterioare, construind consecvent planuri atomice ale secțiunilor individuale ale cristalului zonele - gemeni;

· Limite de domeniu (material magnetic, feroelectrice);

· Incluziuni de delimitare și altele.

Multe dintre defecte de suprafață sunt rânduri și de rețea dislocare.

Cerealele cu dimensiuni de până la 1000 microni. Misorientation unghiuri de până la câteva zeci de grade (# 952;). Limita dintre boabe este o zonă subțire de suprafață 5-10 diametre atomice cu un maxim de ordine în aranjamentul atomic.

Structura stratului de tranziție favorizează acumularea de dislocații. La limitele granulelor se mărește concentrația de impurități care scad energia de suprafață. Cu toate acestea, în interiorul cereale nu a fost niciodată o structură perfectă a rețelei cristaline. Există zone, dezorientat în raport cu celălalt cu câteva grade. Aceste secțiuni sunt numite fragmente. Procesul de divizare semințele în fragmente numite fragmentare sau polygonization. La rândul său, fiecare fragment este format din blocuri, dimensiunea mai mică de 10 microni, cu un unghi orientate greșit mai puțin de un grad. O astfel de structură se numește un bloc sau mozaic.

defecte de suprafață, în special la granița dintre misorienta - suprafețele ted de cereale, afectează proprietățile fizice. Astfel, este mai fină cereale, mai mare de curgere, vâscozitatea și un risc mai mic de fracturi fragile. Along Snack PGG încasărilor difuzie boabe și limitele grăunților, mai ales atunci când este încălzit.

defecte zăbrele sunt acumulări voluminoase de posturi vacante, formând pori (sau canale), inclusiv Fazele-cheniya străine, pe acumularea de impurități și dislocații al.

Structura Defecte de cristal a substanțelor apar deja în procesul de cristalizare. Interacțiunea dintre un rezultat defect in formarea de noi imperfecțiuni. Violarea corectă-Ness a rezultatelor cristal cu zăbrele într-o schimbare de proprietăți-mate rial.

Toate defectele care apar în solide, nu sunt independente. Mutarea, acestea se confruntă unele cu altele; defecte de un tip sau un set de ele, în anumite condiții, se pot transforma în alte tipuri de defecte: un set de poziții, de exemplu, intră în desfășurare sau de timp, și este timpul ar putea fi cis-sursă de locuri de muncă; pluralitate de dislocații se întoarce la Thr-schinu; colecție de mulți pori microscopici - o pori-mac macroscopică.

Substanțe Proprietăți definite tipul și cantitatea de defecte asociate, de exemplu, prin creșterea numărului de dislocații crește acumulării de locuri volumetrice de impurități și a redus ductilitate mate-rial; Liniile de dislocare au o conductivitate ridicată și difuzie al.