ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Взаимодействие точечных дефектов и образование их комплексов. Моделирование комплексов на ЭВМ из "Теория сплавов внедрения " Выше были рассмотрены случаи, когда в идеальном кристалле находится только один точечный дефект (или несколько невзаимодействующих дефектов). Перейдем теперь к рассмотрению взаимодействия точечных дефектов. Следует отметить, что дефекты могут быть двух типов 1) дефекты, которые взаимодействуют и не находясь в кристалле (атомы примеси замещения и внедрения), и 2) дефекты, для которых вне метал.лической матрицы вообще но имеет смысла говорить о взаимодействии (вакансии, пары из вакансии и атома примеси). Металлическая матрица вызывает существенное изменение взаимодействия в первом случае и полностью определяет его во втором. В частности, деформация решетки, вызванная дефектами, ггриводит, как уже отмечалось во введении, к их деформационному взаимодействию, обладающему весьма универсальным характером. [c.113] В однородном неограниченном теле, содержащем только один дефект, поле напрян ений, создаваемое этим дефектом, смещается вместе с ним как целое и энергия Е не зависит от координат дефекта. Поэтому на такой дефект не будет действовать сила. В ограниченном однородном теле, даже не находящемся под действием внешних сип, вид поля напряжения и, следовательно, его энергия зависят от расположения дефекта относительно поверхности. В этом случае появляется сила, обусловленная поверхностью тела (сила изображения). Поле дефекта при этом может быть разделено (см. 3) на две части, из которых одна перемещается с дефектом как целое (и не дает сил, действующих на дефект), а другая вызвана наличием поверхности и определяется в соответствии с граничными условиями. Эта вторая часть поля и обуславливает существование сил. [c.114] Различного вида неоднородности или другие дефекты, а также внешние нагрузки приводят к добавочным слагаемым в выражении для силы, действующей на дефект. Эти слагаемые могут быть интерпретированы как силы, с которыми другие дефекты или внешние нагрузки действуют на рассматриваемый дефект. [c.114] Величины и представляют собой соответственно собственные энергии поля дефекта и внешнего поля, а /ва может быть интерпретировано как энергия взаимодействия между ними. Поскольку из этих трех величин только Ецз зависит от координат, характеризующих положение дефекта во внешнем поле напрялгений, силу, действующую на него со стороны этого внешнего поля, можно определить, согласно (5,2), производной от Е по соответствующей координате, взятой со знаком минус. [c.115] Таким образом, энергия взаимодействия точечного дефекта с внешними упругими полями равна произведению создаваемого ими гидростатического давления Р° в точке, где находится дефект, на вызванное дефектом изменение объема среды 6F. [c.116] В ограниченных телах, где возникают связанные с силами изобрангения поля смегцений, для которых дилатация вне дефекта отлична от нуля, выран ения типа в (5,13) не исчезают и ф- 0. Таким образом, в модели изотропного упругого континуума точечные дефекты могут взаимодействовать только через упругие поля сил изобра кения. Как ул е было отмечено в 3, эти ПО.ЛЯ зависят от формы поверхности тела, а также расположения дефекта в нем и в обгцем случае определены быть не могут. [c.117] Однако, если большое число одинаковых точечных дефектов (например, внедренных атомов) распределены по объему У тела в среднем равномерно с концентрацией Сд — Уд/Л (Л д и — числа дефектов и атомов в теле). [c.117] Таким образом, эта сила пропорциональна градиенту гидростатического давления, создаваемого внешними полями (а ее направление определяется также знаком бF). [c.118] Теория деформационного взаимодействия точечных дефектов может быть уточнена, если в пей учесть дискретную атомную структуру кристалла. Детальное последовательное изложение этих вопросов моншо найти в монографии [13],. [c.120] Расчеты энергетических характеристик комплексов, возможных атомных конфигураций дефектов в них, смещений атомов матрицы, объемных изменений представляют собою весьма сложные (особенно в случае крупных комплексов) математические задачи. Успешное решение их стало возможным при использовании рассмотренного в 3 метода моделирования дефектов на ЭВМ, который применялся в ряде случаев и для решения многих упомянутых выше более простых задач, связанных с исследованием одиночных дефектов. [c.123] Приведем некоторые результаты теоретических расчетов комплексов точечных дефектов, выполненных методами машинного моделирования. [c.123] Аналогичные расчеты для плоского комплекса из 19 вакансий привели к еще меньшому значению расстояния между атомными плоскостями (di = l,l(i). Такого же типа задача была решена другим методом Плпшкпным и Подчиненовым [102], причем получена более сложная картина смещений атомов около комплекса вакансий. [c.125] ОТ центрального вакантного узла оказались равными 0,72, где за единицу принята половина длины ребра кубической ячейки. Наибольшие смещения получили окружающие гантель атомы, расположенные в направлениях 111 , причем ближайшие получили смещения, равные 0,29, а два следующих по удаленности — соответственно смещения 0,14 и 0,08 (в тех же единицах). [c.127] Особым ВИДОМ комплекса дефектов в металле является пара Френкеля — вакансия и межузельный атом того же металла. [c.129] Исследование более слолшых комплексов атомов углерода в а-железе [105] привело к установлению наиболее стабильных конфигураций комплексов из трех и четырех атомов углерода с энергиями связи соответственно 0,36 и 0,66 эВ. Для больших комплексов энергия связи возрастает приблизительно на 0,31 эВ с кан дым следующим атомом углерода. С увеличением числа атомов углерода намечается тенденция к образованию комплексов в виде пластинок, параллельных плоскостям типа (001), причем эти атомы занимают в таком комплексе октаэдрические междоузлия с короткими осями октаэдров, перпендику-лярнымп такой плоскости. [c.130] Вернуться к основной статье