ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Строение реальных кристаллов металлов из "Материаловедение 1972 " Реальный единичный кристалл (т. е. монокристалл) или любое зерно поликристаллического металла не имеет идеально правильного расположения атомов по всему объе.му. В реальных кристаллах встречается большое количество дефектов, которые оказывают влияние на свойства металлов (сплавов) и их обработку. Различают следующие дефекты кристаллической решетки точечные, линейные и поверхностные. [c.20] Образование точечных дефектов связано с диффузионным (тепловым) передвижением атомов и присутствием в металле примесей, искажающих его кристаллическую решетку, В кристалле всегда имеются атомы, энергии которых значительно больше или меньше среднего значения, свойственного данной температуре. Атомы, обладающие высокой энергией, могут не только удалиться на значительное расстояние от положения равновесия, но и преодолеть потенциальный барьер, созданный o eдни ш атомами, и перейти в междоузлие, на поверхность кристалла (рис. 7, а) или в ближайшую дислокацию. Минимальная избыточная энергия Q, требующаяся для преодо.ления этих барьеров, называется энергией активации. [c.20] вышедший из равгювесного положения в междоузлие, называют дислоцированным , а образовавшееся в узле решетки свободное место — дыркой или вакансией . Образование дислоцированных атомов и вакансий вызывает искажение решетки, распространяющееся на пять-шесть периодов решетки (рис. 7, в и г). Размещение атомов в узлах кристаллической решетки является равновесным. В этом положении атомы обладают минимальной потенциальной энергией. Для того чтобы вывести атомы из положения равновесия, нужно затратить работу против внутренних сил. При этом атомы и решетка в целом получают повышенную энергию. Такое неравновесное состояние характеризуется искажением решетки — искривлением ее линий, плоскостей, изменением расстояний между атомами и т. д. [c.20] Например, юнокристаллы германия в настоящее время получают чистотой 99,99999999 с (один атом примеси на 10 милл1 ардов атомов), но и в этом случае в одном грамм-атоме будет содержаться 10 чужеродных aтo юв. Решетка вокруг примесей искажена, ее строение нарушено, и, следовательно, атомам и участку решетки вокруг чужеродных aтo юв в целом свойственна повышенная энергия. [c.22] Край экстраплоскости представляет собой линию краевой (ли-ней1юиУ1щслокаций, длТша которой может достигать многих тысяч межатомных расстояний. Дислокация может быть прямой или выгибаться в ту или другую сторону. Вокруг дислокации на протяжении пяти-семи атомных размеров кристаллическая решетка си тьно искажена. [c.23] Каждое зерно металла часто разделено на фрагменты, размер которых в десятки раз меньше размера зерна, а фрагменты, в свою очередь, состоят из отдельных блоков, называемых блоками мозаичной структуры (рис. 12). Зерна металла разориентированы относительно друг друга на величину в несколько десятков градусов (большеугловые границы), а фрагменты — на несколько градусов. [c.25] Причины образования мозаичной структуры полностью еще пе выяснены, но, несомненно, связаны с особым характером кристал-лизащ1и. Изучение мозаичной (блочной) структуры имеет большое значение, так как размеры блоков оказывают влияние на свойства металла. [c.26] Границы между отдельными кристаллитами (зернами) представляют собой переходную область шириной в 5—10 атомных размеров, в которой решетка одного кристалла, и.меющего определенную кристаллографическую ориентацию, переходит в решетку другого кристалла, имеющего иное кристаллографическое направление. Поэтому на границе зерна атомы имеют менее правильное расположение, чем в объеме зерна (рис. 13). [c.26] Кроме того, по грапица.м зерен в технических. металлах концентрируются некоторые при.меси, что еще больше нарушает правильный порядок расположения ато.мов. Несколько меньшие нарушения наблюдаются и на границах блоков мозаики. [c.26] Кроме описанных дефектов кристаллической решетки, в металлах всегда имеются различные пустоты (поры), неметаллические включения, Ашкро- и сублшкроскопические трещины, остаточные напряжения и т. д. [c.27] Вернуться к основной статье