Миграция вакансий

Экспериментальные значения энергии образования Е и миграции вакансии в различных металлах ) [c.112]

Восстановление искаженной структуры происходит постепенно во время отжига. При температурах ниже 400° С внедренные атомы диффундируют и образуют атомно-вакансионные промежуточные пары, которые затем аннигилируют. При температурах отжига от 400 до 1000° С радиационные нарушения восстанавливались в результате образования и расформирования групп внедренных атомов. При температуре отжига выше 1100° С восстановление повреждений, вероятно, происходило при миграции вакансий. [c.185]

Для графита, облученного при комнатной температуре, отжиг начинается ниже 400°С и сопровождается диффузией внедренных атомов к вакансиям и их аннигиляцией [117]. При температуре от 400 до 1000°С восстановление сопровождается образованием и разрушением групп внедренных атомов, а выше 1000°С нарушения восстанавливаются путем миграции вакансий. Дополнительные исследования показали, что только небольшая часть смеш енных атомов мигрировала к поверхности во время отжига при температурах до 400°С и что 80% смещенных атомов рекомбинировало с вакансиями [1541. [c.198]

При полигонизации происходят изменения в субструктуре, наблюдается процесс переползания дислокаций, развиваются процессы миграции вакансий, происходит уменьшение точечных дефектов, растет подвижность дислокаций, образуются субзерна, субграницы и блоки различной разориентации. [c.9]

Q — энергия самодиффузии Ет — энергия миграции вакансий. Зависимость F(t)) от температуры нейтронного облучения для молибдена приведена на рис. 53. [c.126]

В нашем случае для скорости миграции вакансий можно предложить выражение, основанное на уравнении Эйнштейна для подвижности частиц под действием силы [c.112]

Рис. 3.5. Направление миграций вакансий к

Движущей силой процесса миграции вакансии к границе является разность напряжений, создаваемых границей и вакансией [c.112]

ИЛИ на границах зерен и среднее время их жизни становится сравнимо или даже больше, чем время образования кластеров. Следует подчеркнуть большую роль, которую играют примесные атомы, если энергия их связи с вакансиями не равна нулю. Во-первых, они блокируют дислокации и мешают им работать в качестве стоков вакансий даже при больших пересыщениях последними. Во-вторых, они изменяют энергию миграции вакансий (на величину, приблизительно равную энергии связи), замедляя тем самым их подвижность и увеличивая время жизни (по данным [21], среднее время жизни вакансий в сплаве А1 + 1,3% (ат.) Си примерно в 100 раз выше, чем в чистом алюминии в аналогичных условиях). Благодаря этому концентрация таких примесных вакансий может быть намного больше, чем свободных. [c.232]

В высокотемпературной области обусловлена механизмом, зависящим от самодиффузии. Последняя в металлах осуществляется путем взаимного обмена положениями атомов и вакансий, поэтому можно считать, что высокотемпературная ползучесть обусловлена образованием и миграцией вакансий. [c.76]

Механизм, посредством которого пустоты г-типа растут и достигают таких больших размеров, что их можно наблюдать с помощью оптического микроскопа, может быть описан в соответствии с моделью коалесценции вакансий (рис. 3.42). Для того, чтобы вакансии вызывали рост пор, необходимо существование непрерывного притока вакансий из тела зерна или с границ зерен. Миграция вакансий из тела зерна обусловлена их образо- [c.85]

Здесь h высота препятствия, имеющая порядок размера частицы, ехр -Н /Т — коэффициент диффузии вакансий, Ъ — величина вектора Бюргерса, 10 с — частота Дебая, <т — напряжение сжатия, действующее на дислокацию вблизи частицы, Т — температура в энергетических единицах, Я — энтальпия миграции вакансий. Подставляя (3.79) в (3.78), получаем искомую зависимость скорости краевой компоненты от концентрации вакансий [c.249]

Диффузионное перераспределение легирующих компонентов в сплаве можно вызвать изменением подвижности вакансий. Это связано с тем, что изменение диффузионной подвижности при легировании обусловлено связыванием вакансий атомами примесей (последнего можно достигнуть введением дополнительных элементов в состав сплава или обеспечением в условиях трения возможности диффузии дополнительных элементов в поверхностные слои из смазочной среды). Легирование третьим компонентом может замедлить атомное перераспределение образованием устойчивых сегрегаций основного легирующего элемента около атомов примеси (ближний порядок в тройном сплаве) или уменьшением числа возможных путей миграции вакансий из-за энергетической невыгодности разрыва связей между атомами примеси и основного металла. Таким образом, для эффективного уменьшения диффузионной подвижности в сплаве необходимо вводить в него малые присадки такого элемента, который может образовывать ковалентные или ионные связи с отдельными компонентами сплава. [c.199]

МИГРАЦИЯ ВАКАНСИЙ К СТОКАМ ВО ВРЕМЯ ЗАКАЛКИ [c.44]

Из-за больших искажений кристаллической решетки вокруг межузельного атома его энергия активации процесса миграции м меньше, чем для вакансии. Для меди энергия миграции вакансий составляет 1 0,5 эВ, для межузельного атома 0,16+0,10 эВ, т. е. межузельные атомы подвижнее, чем вакансии. Так как концентрация вакансий несоизмеримо выше концентрации дислоцированных атомов, то в процессах самодиффузии, т. е. диффузии атомов основного вещества, доминирующую роль играет вакансиопный механизм. Находящийся рядом с вакансией атом обладает повышенной энергией и может занять ее место. Время существования вакансии в одном узле кристаллической решетки зависит от температуры. Для кадмия при комнатной температуре это время составляет около суток, ближе к температуре плавления 4-10- с, т. е. частота диффузионных скачков вакансий 0,25- Ю с- . [c.29]

Скорость миграции атомов основного вещества (са-модиффузия) по вакансионному механизму существенно ниже скорости миграции вакансий, так как вероятность соседства данного атома с вакансией невелика и гем меньше, чем меньше концентрация вакансий. [c.29]

Многие важные характеристики точечных дефектов могут быть выражены через фазы 6 . Сюда относятся как эффективное сечение рассеяния электронов а ), так и энергетические характеристики дефекта. Применяя такой метод, Фуми [80] рассмотрел вопрос об определении энергии образования и миграции вакансий в одновалентных [c.106]

Экспериментальные значения энергии образования Е и миграции вакансии д.ля разных металлов приведены в табл. 6. Проведенный в работах [95, 96] критический анализ различных экспериментальных данных привел к близким, но в большинстве случаев несколько меньшим значениям Е и . Сравнение с теоретическими значениями показывает, что в общем имеется неплохое согласие между эксиериментальными и теоретическими значениями рассматриваемых энергетических характеристик. [c.112]

В области высоких температур (выше 0,5Т пл) при обычных скоростях статических испытаний (е 10 с ) выполняется условие е > > 10 Д [86, 89, 90] (здесь О— коэффициент объемной самодиффузии), и в результате концентрация ступенек на дислокациях и концентрация вакансий в металле превосходят их термодинамически равновесные значения. Если учесть, что скорость диффузии примесных атомов при высоких температурах становится значительной и они уже не сдерживают движение дислокаций, то понятно, почему в данной области температур пластическая деформация происходит за счет миграции вакансий и дис[)фузни вдоль дислокаций, а энергия активации процесса определяется лишь энергией активации миграции вакансий [8]. Конкретные механизмы пластической деформации в этой области и ограничивающие их факторы достаточно подробно рассмотрены в разделе, посвященном картам механизмов деформации [31, 32]. [c.45]

Облучение нейтронами при температурах, превышающих 0,24для металлов с ОЦК-решеткой и О.ЗТ д для металлов с ГЦК-решеткой, приводит к образованию вакансионных пор и полостей, заполненных газом. Плотность пор в металлах с ОЦК-решеткой выше, чем в металлах с ГЦК-решеткой, что может быть следствием более низкого значения отношения энергии миграции вакансий к энергии их образования у металлов с ОЦК-решеткой. [c.62]

В образцах молибдена и вольфрама, облученных при температуре 0,19—0,24 Тг,л, обнаружены поры [62], что, вероятно, обусловлено более низким значением отношения энергии миграции вакансий к температуре плавления тугоплавких металлов или малой стабильностью ваканснонных петель, образующихся при разрушении каскадов [44 I. Кроме того, при температуре ниже Т в тугоплавких металлах наблюдается распухание, вызванное изолированными неподвижными вакансиями (рис. 62) [63]. [c.129]

При дальнейшем термоциклировании вакансии, абсорбируясь на дислокациях, переносятся к границам зерен. В случае миграции вакансий к границам вместе с атомами примесей уменьшается поверхностное натяжение и повышается вероятность зарождения пор. К тому же примеси тормозят миграцию границ зерен и тем самым препятствуют исчезновению ступенек на границе. Именно вблизи ступенек обычно раскрываются микроиолости, из которых в дальнейшем с притоком вакансий могут возникнуть поры. [c.115]

Очевидно, что взаимодействия вакансйй с границами при самопроизвольном процессе должны обеспечивать уменьшение энергии системы, т.е. полностью или частично ликвидировать заряды (+) или (-). На рис. 3.5 схематически показаны направления миграции вакансий к границе. Отрицательно заряженная граница со стороны зерна 1 вытягивает положительно заряженную вакансию из пространства как электростатический зонд. Аналогично электроотрицательная подложка или катод вылавливает положительный ион из плазмы или раствора. Эти взаимодействия сопровождаются потоками заряженных частиц математическое описание этих потоков можно найти в соответствующих разделах справочников по физике. [c.112]

На поверхности кристалла или границе зерна после некоторой миграции по телу кристалла вакансия разрежается и исчезает совсем. Миграция вакансий происходит вследствие разности их концентраций, В раос/матри-ваемой модели (см. рис. 21) разница в концентрации вакансий связана с различной кривизной поверхностей перемычки и самого кристалла. Вакансии движутся в направлении наибольших их концентраций в сторону поверхностей с большей кривизной, обладающих меньшей свободной энергией. [c.71]

Для образования полигональной структуры дислокациям приходится переходить с одной плоскости на другую. Таким образом, термическ активируемый процесс переползания определяет скорость полигонизации. Она должна зависеть от скорости элементарных процессов образования и притока вакансий к дислокациям. Легче всего эти процессы происходят на ступеньках дислокаций, поэтому чем больше ступенек, тем выше скорость полигонизации. Энергия активации процесса переползания Qn в условиях термодинамического равновесия вакансий будет складываться из энергии активации образования ступенек при пересечений дислокаций Q и вакансий Qb и энергии активации миграции вакансий Qm Qn = Q + Qb + Qm- Если в деформированном металле много вакансий и ступенек (деформация и нагрев одновременно — испытания на ползучесть, термомеханическая обработка), то Q О и Qb = О, и Qn = Qm- Полигонизация [c.187]

Скорость полигонизационных процессов лимитируется переползанием дислокаций. Анализ кинетики диффузионного переползания дислокаций освещен во многих теоретических работах, которые основываются на положении о вакансионном механизме перемещения дислокационной линии. Согласно Ж. Фриделю, скорость диффузионного переползания дислокации определяется тремя факторами концентрацией ступенек на дислокационной линии, силой, приложенной к ступеньке, которая главным образом определяется пересыщением вакансиями, и диффузионным перемещением ступеньки, осуществляемым путем миграции вакансий [ 128]. Количественный подсчет скорости неконсервативного перемещения дислокационной линии сложен в связи с трудностью экспериментального определения или хотя бы оценки указанных величин в каждом конкретном случае. Однако некоторые попытки оценить скорость перераспределения дислокаций могут быть сделаны. [c.97]

При температурах, близких к температуре плавления, когда высока концентрация вакансий в атомной решетке и интенсивна самодиффузия, поликристаллические материалы могут деформироваться вследствие диффузионной ползучести. Этот вид деформации происходит путем дис узии атомов к границам, нормальным к линии действия силы, и миграции вакансий к границам, параллельным направлению сил. В результате из-за диффузионной ползучести кристалл удлиняется в направлении приложения сил. [c.42]

Выше было принято, что константы материала, входяш,ие в приведенные уравнения, не зависят от напряжения, но зависят от температуры. При повышении температуры коэффициент В, например, увеличивается, показатель а в целом уменьшается Величина а становится равной 1 при диффузионной ползучести при высоких температурах, когда миграция вакансий активируется (ползучесть Херринга—Набарро обусловлена диффузией по узлам кристаллической решетки, ползучесть Кобла—зернограничной диффузией). При ползучести, обусловленной движением дислокаций, при высоких температурах (Т/Г > 0,5) в чистых металлах величина а равна 4—6, в сплавах 2—4, при низких температурах (Т/Т <0,5) она равна [26, 28] соответствуюш,ей величине при высоких температурах плюс 2. Однако даже в низкотемпературной области в реальных сплавах при понижении температуры величина а повышается часто принимают а > 10. На рис. 3.19 показана диаграмма а —е для малоуглеродистой стали S1EG, полученная авторами с помощью испытаний на ползучесть, и приведены величины а. [c.67]

В промышленности наиболее широко применяют процессы химико-термической обработки, основанные на диффузии в железо (сталь) неметаллов углерода (цементация), азота (азотирование) и бора (борирование). Эти элементы, имеющие малый атомный радиус, образуют с железом твердые растворы виедрепия. Диффузия атомов С, N и В протекает по междоузельному механизму и не требует образования и миграции вакансии, поэтому в решетке железа эти элементы занимают часть межатомных октаэдрических междоузлий. [c.285]

Приведенные в работе данные, их обобщение и анализ представляют основу для дальнейшего развития как теоретических, так и экспериментальных исследований в области а) разработки новых физических моделей процесса хрупкого разрушения, основанных не на традиционных схемах неоднородности дислокационной структуры, а за счет реализации различного рода локальной неоднородности распределения ансамбля кластеров из точечных дефектов различной мощности и природы б) изучения основных закономерностей эволюции дислокационной структуры при испытаниях на длительную и циклическую прочность и физической природы усталости металлических и неметаллических материалов в различном диапазоне напряжений и температур в) расшифровки и интерпретации данных по низкотемпературному внутреннему трению металлических и неметаллических материалов и идентификащи их механизмов с учетом возможного влияния чисто методических эффектов (обусловленных спецификой метода и режима испытаний) на характер получаемой информации, а также выявления физической природы механизма старения материала тензодатчиков в процессе их эксплуатации г) получения количественной информации о кинетике, механизме и энергетических параметрах низкотемпературной диффузии (энергии образования и миграции вакансий и междоузлий, значения их равновесных концентраций и др.) д) развития теоретических основ и соз- [c.8]

Из табл. 11 видно, что величины энергий активации самодиффузии в Ge, взятью из различных источников, хорошо согласуются между собой среднее значение равно 3,0 эВ. При этом теоретическая энергия активации самодиффузии в Ge для вакансионного механизма также равна 3,0 эВ (3,02 эВ по данным Сволина [536] и 2,89 эВ по Беннеману [537], см. табл. 12), что находится в хорошем соответствии с экспериментальньш значением. Нельзя не отметить, однако, несоответствие между теоретической энергией миграции вакансий в Ge и экспериментальным значением, полученным Уханом [683]. [c.255]

Сравнение данных табл. 11 и 12 показьшает, что энергия активации самодиффузии в кремнии ( 5,0 эВ) не согласуется с теоретическим предсказанием для вакансионного механизма ( 3,4 эВ). Если использовать экспериментальные значения энергий образования и миграции вакансий в Si [ 2,5 и 0,33 эВ], то расхождение будет еш,е больше. Что же касается межузлий, то здесь ситуация еще более скромная, поскольку прямых экспери- [c.255]

Теоретические и экспериментальные значения энергий образования и миграции вакансий (,U < U межузлий (6 , Uj ), эВ, энергий активации диффузии (Q), [c.256]

Изложенная модель хорошо объясняет также спектр низких значений энергии активации для приповерхностной деформации выше (гл. 2, 5) и ниже (гл. 6, 7) температурного порога хрупкости, который, по-видимому, отражает условия миграции вакансий, а также их облегченное зарождение вблизи свободной поверхности. С указанных позиций легко снимаются также противоречия между теорией и экспериментом в области динамики дислокаций в ковалентных кристаллах, которые впервые были объяснены Л.С.Милевским с сотр. [497—500], а также появление донорного или акцепторного эффектов при микродеформации. Действием осмотических сил [c.257]

Исследованию наведенной магнитной анизотропии в поликри-сталлических образцах железо-ннкелевой шпинели с относительно небольшим содержанием никеля посвящены работы [19, 20], где было показано, что для этих ферритов существуют два температурных интервала, в которых эффективна ТМО О—100°С и 200— 350° С. При этом оказалось, что в первом температурном интервале величина константы наведенной магнитной- анизотропии зависит от содержания катионных вакансий, а во втором концентрация вакансий влияет только на скорость протекания релаксационных процессов, но не на величину /Сн. Мотцке [19, 20] полагает, что при температуре 200—350°С имеет место направленное упорядочение ионов никеля миграцией вакансий. [c.177]

Рассмотрим несколько подробнее механизм вакансионного порообразования в покрытиях на стадии их роста. На первой стадии порообразования происходит интенсивный распад пересыщенного растворва вакансий, сопровождающийся гомогенным образованием зародышей пор. На второй стадии, когда вакансионное пересыщение уменьшается и образование зародышей новых пор становится маловероятным процессом, происходит увеличение размера закритических зародышей, образовавшихся на первой стадии. Третья стадия наступает с того времени, когда пересыщение вакансиями становится недостаточным для заметного роста пор путем миграции к ним вакансий. На этой стадии рост пор происходит преимущественно вследствие коалесценции, т.е. рост крупных пор за счет растворения более мелких и миграции вакансий к крупным порам. [c.67]

Пластическая деформация кристаллов является следствием перемещения дефектов кристаллической решетки миграция вакансий вызывает деформацию, связанную с массопереносом, распространение дислокаций вызывает деформацию, связанную со скольжением. Кроме тогр, в поликристаллах источником деформации может быть перемещение границ зерен. [c.51]

Последний в свою очередь обусловлен диффузией, которая является термоактивируемым процессом. В итоге препятствия исчезают и освобождают дислокации со скоростью, определяемой кинетическим законом Аррениуса, Необходимо, однако, понимать, что этот процесс является лишь косвенно термоактивируемым, поскольку термоактивируемая стадия относится к миграции вакансий, а не к движению дислокаций. Энтальпия активации не зависит от напряжения. Мы имеем здесь ползучесть, контролируемую возвратом, или — в смысле зависимости от напряжения— степенной закон ползучести ( 4,3), В этом случае Д1=А и но to определяется скоростью переползания дис- [c.112]

Очевидно, что вакансии во время закалки будут мигрировать к стокам и некоторые из них аннигилируют. Более того, доля исчезнувших вакансий будет увеличиваться с увеличением температуры закалки в результате соответствующего увеличения подвижности вакансий. Было использовано два метода экстраполяции, с помощью которых пытались внести поправку, учитывающую миграцию вакансий. Такимура и др. [8, 9] рассмотрели изменение данных, полученных в результате закалки, в зависимости от изменения размеров проволоки, [c.45]

В этой статье мы приведем теоретическое обсуждение диффузии вакансий к фиксированным стокам при закалке с постоянной скоростью охлаждения ( линейная закалка) и покажем, как можно определить энергию миграции вакансий, а также энергию образования вакансий из экспериментов, в которых изменяется время закалки при условии, что используются достаточно большие интервалы времени закалки и температур, с которых проводится закалка. Будет описана серия экспериментов по закалке золотой проволоки диаметром 0,4 мм, в которых температура закалки Тп и время закалки Тд изменялись в интервалах 470 С130 С и 0,025 сек, а также серия экспериментов [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...