Понятие о точечных, линейных и поверхностных несовершенств (дефектах)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Понятие о точечных, линейных и поверхностных несовершенств (дефектах)

Дефекты

Различают точечные, линейные, поверхностные и объемные дефекты.

Точечные дефекты.

Точечные, так называемые нуль мерные дефекты малы во всех трех измерениях. Или называют вакансии, межузельные атомы смесителя из узла решетки называется вакансией.

Если в кристалле Nатомов и n вакансии то равновесная концентрация вакансии равна

n/N=exp(-Eo/KT)

дефект материал атом дислокация

Вакансии - это основные дефекты в металлических материалах так как энергия образования межузельного дефекта меньше энергии вакансии. Образование точечных дефектов происходит по двум механизмам:

1. механизм Френкеля - вакансии и межузельный атом одновременно образовываются при перемещении атома из его нормального положения а узле решетки, например при обучении ядерными частицами.

2. механизм Шоттки - атом приобретает избыток энергии от соседних атомов вследствие него выходит на поверхность и занимает узлы нового слоя. Через время на место атома поверхностного слоя переходит атом из глубокого слоя, т вакансия перемещается в глубь кристалла.

Линейные дефекты.

Линейные или одномерные дефекты малы в двух измерениях, а в третьем велики - на длину зерна. Линейными дефектами называют дислокации, цепочки вакансии и межузельные атомы. Сдвиг на одно межатомное расстояние одной части кристалла относительно другой вдоль какой либо плоскости называют краевой дислокацией. Сдвиг создавший краевую дислокацию имеет направление вектор сдвига. Линий атомный слой, вблизи которого внутри кристалла решетка сильно искажена, называется экстра плоскостью. Если экстра плоскость находится в верхней части кристалла то дислокация называется положительной, а если наоборот - отрицательной.

Характеристикой дислокации, по которой определяют энергию дислокации и меру искаженности кристаллической решетки дислокацией, является векторами Бёркинса. Перемещение дислокации по плоскости скольжения под действием касательных напряжений называют дислокационным скольжением. Винтовой дислокацией называют атомную плоскость, закрученную вокруг линии в виде геликоида. Для винтовой дислокации ось (линия) дислокации параллельна вектору Бёркенса, а направление перпендикулярна. Суммарную линию дислокации в единице объема называют дислокационной плоскостью:

p=У/V [?cm?^(-2)]

Поверхностные дефекты

К поверхностным несовершенствам относятся различного рода границы раздела, которые делятся на две группы: межфазные и внутрифазные. Межфазные границы разделяют области, находящиеся в разном фазовом состоянии. Области внутрифазные в области контакта различно ориентированы у кристаллических решёток одной и той же фазы.

Если углы разориентации относительно не велики: менее 5°, то границы называются малоугловыми или субграницами, а разделяемые ими области - субзёрнами. Малоугловые границы формируются так называемыми стенками дислокации.

При этом одноимённые дислокации располагаются друг под другом, поскольку такое расположение системы дислокаций в параллельных плоскостях скольжения наиболее энергетически выгодно и устойчиво. Под микроскопом субграница выглядит как цепочка ямок травления, равноотстоящих друг от друга. Чем меньше угол разориентации, тем меньше плотность дислокаций на границе и меньше плотность ямок травления. Если углы разориентации велики и превышают 5°, то граница называется большеугловыми, а разделяемые ими область материала - кристаллитами или зёрнами. Материал, содержащий такие границы, является уже поликристаллическим.

Размещено на Allbest.ru