Дефекты кристаллов упаковки

В кристаллах с ковалентной связью проводимость электрического тока может осуществляться как путем перемещения электронов (электронная, или п-проводимость), так и путем перемещения дырок (дырочная, или р-проводимость). Вследствие большой подвижности электронов в идеальных кристаллах химически чистого полупроводника электронная проводимость превалирует. В реальных кристаллах химически чистых германия и кремния может превалировать дырочная проводимость из-за неизбежных дефектов в упаковке атомов (дислокации вакансии границы зерен, блоков и т.д.). Проводимость в химически чистом полупроводнике называется собственной проводимостью. Однако получить химически чистые элементы весьма сложно. Вследствие этого полупроводники всегда содержат примеси, которые изменяют характер и значение проводимости. Электрическая проводимость, обусловленная присутствием примесей в полупроводнике, называется примесной. [c.587]

В последнее время просвечивающую электронную микроскопию все чаще используют для исследования дефектов кристаллов, таких как дислокации и дефекты упаковки. [c.52]

Изучение механических свойств кристаллических веществ привело к необъяснимому результату их фактическая прочность была на несколько порядков ниже, чем рассчитанная теоретически. Исследования показали, что в природе практически не существует идеальных кристаллов, и любая кристаллическая решетка имеет н своей структуре так называемые дефекты упаковки различного рода. При классификации дефектов были выделены [29] [c.48]

То, что будет излагаться ниже, относится к определению структуры идеальных кристаллов, т. е. кристаллов без дефектов. Реальные кристаллы — это кристаллы с наличием самых разнообразных дефектов (вакансии и междоузельные атомы, дивакансии, дислокации, дефекты упаковки, включения второй фазы и др.). Изучение структуры реальных кристаллов, естественно, представляет более трудную задачу, и в настоящее время во многих лабораториях занимаются исследованием реальной структуры. Эти лаборатории оснащены целым арсеналом современного оборудования, включающего дифракционную, электронно-микроскопиче-скую и другую аппаратуру. [c.36]

Границы зерен и двойников, дефекты упаковки, межфазные границы, стенки доменов, а также поверхность кристалла представляют собой двухмерные дефекты. [c.85]

Выше отмечалось, что дефекты упаковки, границы зерен и двойников, границы доменов, поверхность кристалла относятся к двухмерным дефектам. Рассмотрение вопросов, связанных с поверхностью и границами доменов, будет проведено в последующих главах. Здесь мы кратко остановимся на дефектах упаковки и границах зерен. [c.112]

В случае несовпадения решеток поверхность разреза 5 должна иметь, вообще говоря, очень высокую энергию. Поэтому в большинстве кристаллов таких смещений не происходит. Однако в плотноупакованных кристаллах частичные дислокации и связанные с ними дефекты упаковки образуются достаточно легко. [c.112]

Такое нарушение последовательности слоев, являющееся двумерным дефектом, называют дефектом упаковки. Этот тип дефектов можно представить как изъятие какой-либо плоскости из кристалла AB AB . .. (стрелкой показана удаляемая плоскость) или,. [c.236]

В соответствии с тем, удаляется или внедряется лишняя плоскость, дефекты упаковки называются дефектами вычитания или внедрения. На удаление или внедрение неправильно уложенной плоскости должна быть затрачена определенная энергия, и па этой причине дефекты упаковки обладают характеристической энергией, называемой энергией дефекта упаковки. Характерные-величины этой энергии, например в металлах, 10 —10 эрг/см . Так, для алюминия энергия дефекта упаковки составляет 200,. для меди — 40 эрг/см . Совсем необязательно (да и маловероятно), чтобы неправильно уложенная плоскость проходила через весь кристалл. Если она обрывается внутри кристалла, то вокруг края этой плоскости возникает линейный дефект, который называется дислокацией. [c.236]

Появление дефекта упаковки приводит к нарушению периодичности поля кристаллической решетки, и поэтому дефекты упаковки вызывают дополнительное рассеяние электронов и фононов. Результатом этих процессов является изменение физических свойств кристаллов, связанных с переносом электронов или фононов. [c.236]

Найти энергию образования винтовой дислокации для ГЦК кристалла с вектором Бюргерса /2 [НО] в зависимости от отношения радиуса ядра к размеру кристалла Сравнить с энергией образования точечных дефектов и энергией дефектов упаковки. [c.248]

ВО время роста кристалла и его пластической деформации с образованием так называемых дефектов упаковки. [c.15]

Энергия когерентной границы двойников дв=0,5х Х д.у, поэтому склонность к двойникованию с уменьшением энергии дефекта упаковки увеличивается. Так, в г. ц. к. кристаллах алюминия деформационные двойники не наблюдаются, а в кристаллах меди, деформированных при 4 К и высоких напряжениях в серебре, золоте и никеле, они обнаружены для меди напряжения сдвига составляют 150, а для никеля 3 МПа. Указанные напряжения достигают при низких температурах или при больших скоростях деформации. [c.137]

Природа металла и степень его чистоты, влияют на протяженность стадии /. Кроме того, существенное влияние оказывает энергия дефектов упаковки д.у. Так, для кристаллов алюминия д.у при комнатной температуре велика, величина уп не превышает 4—5%, а для кристаллов меди Ед.у мала и 7н свыше 20%. Примеси заметно влияют на протяженность стадии /, причем существенное значение имеет форма их нахождения в кристалле. Когда примеси образуют вторую фазу, наблюдается сокращение или полное исчезновение стадии [c.185]

Металл и степень его чистоты. Влияние энергии дефектов упаковки проявляется и на стадии II. В алюминии при комнатной температуре стадия II упрочнения выражена очень слабо, и стадия / сливается со стадией III. При криогенных температурах все три стадии хорошо выявляются. Напротив, кристаллы меди при /=20° С имеют четко выраженную стадию П. В зависимости от ориентировки она начинается от значений v//=5-f-20% и заканчивается при 7///=15 35%. Начало стадии III связывают с интенсивным поперечным скольжением, которое для меди, обладающей довольно низкой энергией дефекта упаковки, более затруднено, чем для алюминия. Для твердых растворов протяженность стадии II объясняют влиянием добавок на энергию дефекта упаковки, [c.189]

Для металлов с о. ц. к. решеткой благодаря высокой энергии дефектов упаковки характерной особенностью является сравнительная легкость поперечного скольжения. Макроскопическая плоскость скольжения будет близкой к поверхности, образованной участками плоскостей зоны <111>, по которым критическое приведенное напряжение сдвига максимально. Поэтому неясно, какую кривую для о. д. к. монокристаллов различной ориентации необходимо использовать для расчета как исходную. По аналогии с г. ц. к. кристаллами можно рекомендовать к использованию в расчетах такие ориентации о. ц. к. монокристаллов, в которых наблюдается множественное скольжение. В частности, для монокристалла с ориентировкой <100> с четырьмя системами скольжения расчетная и экспериментальная кривые а — S находятся в приемлемом соответствии, [c.237]

Тугоплавкие металлы VA группы — ванадий, ниобий и тантал в отличие от металлов VIA группы имеют относительно низкую энергию дефекта упаковки (табл. 9) и почти на два порядка выше равновесную растворимость элементов внедрения [95], что во многом обусловливает специфику их механического поведения в области низких и средних температур [340]. Указанные факторы определяют как уро- вень напряжений сопротивления движению дислокаций в кристалли- [c.143]

Можно полагать, что н на поверхности кристалла анодный участок образуется из-за разрыва пленки. Химическая неоднородность, дефекты упаковки кристаллической решетки и ее деформация могут привести к разрыву защитной пленки. И в том, и в другом случае па анодных участках начинается быстрое электрохимическое растворение материала. При межкристаллитном растрескивании разъедание происходит но границам зерен, которые более или менее перпендикулярны приложенному напряжению. [c.179]

В реальных кристаллах источниками и стоками вакансий являются свободные поверхности, границы зерен и блоков, трещины и поры, линейные краевые дислокации и дефекты упаковки атомов, царапины на поверхности и др. При этом т]в = — [c.74]

Если падающий пучок электронов неточно сфокусирован на кристалл, возникает другая сложность. Любой изгиб, дефект упаковки или дефекты. кристалла будут изменять картины К-линий. Смит и Каули [359 ] показали, что изгиб кристалла вызывает разделение К-линии на одну сильную черную линию и одну белую с расстоянием между ними, пропорциональным степени дефокусировки и кривизны. [c.325]

Наконец, к плоским дефектам кристалла относятся и так называемые дефекты упаковки. Рассмотрим кристалл, образованный последовательными атомными слоями Л, 5 и С и содержащий плоскость, в которой имеются нарушения в построении кубической ...АВСАВС...) или гексагональной ...АВАВАВ...) плотноупакованных структур, рассмотренных нами в гл. 1 (см. рис. 7). Если последовательность слоев имеет вид. ..АВАВАВСВСВС..., нарушение построения наблюдается там, где вместо чередования слоев, свойственного гексагональной структуре, вследствие ошибки в размещении атома при построении слоя чередование слоев становится характерным для кубической структуры. Порядок размещения в последующих слоях остается нормальным. [c.67]

Парные дефекты Френкеля возникают легче в кристаллах, содержащих большие межатомные промежутки, чем в плотноупа-кованных. В последних для междоузельных атомов, попросту говоря, нет места. Примером кристаллов первого типа являются кристаллы со структурой алмаза и каменной соли, а кристаллов второго типа—металлы с плотной упаковкой. Так, например, маловероятно встретить при обычных условиях междоузельные атомы в гранецентрированных (ГЦК) металлах. Единственным типом меж- [c.86]

Дефекты по Шоттки обычно встречаются в кристаллах с плотной упаковкой атомов, где образование междоузельных атомов затруднено и энергетически невыгодно. Процесс образования дефектов в таком кристалле может происходить следующим образом. Некоторые атомы из приповерхностного слоя в результате теплового движения могут оказаться в состоянии частичной диссоциа-. [c.87]

Атомная структура металлических стекол. Как и в любом другом некристаллическом веществе, в аморфном металле отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Данные по рассеянию рентгеновских лучей аморфными телами можно пытаться объяснить как в рамках микрокристаллитной структуры, так и в рамках модели непрерывной сетки. Исследования последних лет, в частности опыты по электрон-позитронной аннигиляции, дают веские основания считать, что в аморфном металле существует распределение атомов без каких-либо разрывов типа границ зерен и точечных дефектов, характерных для кристаллов. Предполагается, что в металлическом стекле существует хаотическое непрерывное распределение сферических частиц, характеризующееся плотной упаковкой. Координационные числа, определенные по площади под первым пиком функции радиального распределения, в большинстве случаев оказываются равными 12, т. е. они больше, чем для жидких металлов. [c.372]

Возможно расщепление единичной винтовой дислокации с модулем 0,5а [ИТ] на две частичные. В этом случае часть кристалла начиная, допустим, с ряда Е и выше смещается относительно части кристалла от ряда F и ниже (см. рис. 42, б) не на величину вектора тождественной трансляции 0,5а [111], как это было рассмотрено выше, а на одну треть его, т. е. (а/6) [111] (вектор тр). Пусть слои начиная с Е я выше сместились на (а/6) [Ш] (вектор рт). Слой F займет в плоскости (110) положение, аналогичное слою А и D в исходной решетке (см. рис. 42, г). Однако в плоскости (112) с новым положением совпадают плотноупакованные ряды слоя А, поэтому после смещения на (а/6) [ГГ1] слой Е будет уже н осителем признаков слоя А, а при смещении на (а/6) [111] слой С будет носителем признаков слоя Е (см. рис. 42). Дальнейших нарушений кристаллической решетки начиная со слоя Е и выше нет, поэтому чередование слоев в дефекте упаковки (см. рис. 42) будет DEFA FAB ... Таким образом, винтовая дислокация мощностью fei=(a/6) [iTl] (вектор рт) представляет собой одну границу дефекта упаковки. Другой гра- [c.82]

Для расщепленной, допустим в г. ц. к. кристалле, дислокации дефект упаковки — это прослойка г. п. у. решетки, для которой растворимость примесных атомов будет отличаться от растворимости в г. ц. к. решетке. При высокой температуре диффузионное перераспределение атомов происходит аналогично перераспределению элементов между двумя фазами. Такое перераспределение было названо химическим взаимодействием растянутой дислокации с растворенными атомами. Изменение концентрации вызывает уменьшение энергии дефекта упаковки и увеличение его ширины. Изменение концентрации примесных атомов или атомов легирующих элементов в дефекте упаковки расщепленной дислокации называют атмосферой Сузуки. Энергия дефекта упаковки д.у больше энергии дефекта упаковки д.у.с при наличии атмосфер Сузуки, т. е. д.у> д.у.с. Подставив равновесную ширину дефекта упаковки (55) в (54), получим выражение энергии расщепленной дислокации без р.д и с атмосферой Сузуки р.д.с [c.93]

У некоторых кристаллических веществ, например у щелочно-галоидных кристаллов и кристаллов, содержащих ноны титана, висмута, стронция, существует ионная релаксационная поляризация. Появление слабо связанных ионон II электронов часто обусловлено дефектами кристаллической решетки, такими, как примесные ионы, пустые узлы и межузельные ионы, дислокации. В аморфных телах слабо связанные ионы возникают из-за так называемой неплотной упаковки частиц. Такие ионы существуют в стеклах. [c.147]

Как известно [75, 76], пластическая деформация материалов приводит к значительному увеличению плотности таких дефектов, как дислокации (или их скопления), дефекты упаковки, вакансии (или нх комплексы), междоузельные атомы и т.д. Поля искажений этих дефектов кристаллического строения вызывают смещения атомов из узлов, что приводит к упругим микродеформациям. Если размер блоков достаточно мал (-10" см), это приводит к заметному расширению дифракционных пиков на дифрактограммс. Наличие в поликристал-лическом образце микроискажений (т.е. присутствие кристаллов с вариацией периода решетки) также приводит к расширению пиков на дифрактограмме. В настояи ,ее время развит1)1 три метода (аппроксимации или интегральной ширины, гармонический анализ формы рентгеновских линий, метод моментов), основанные на анализе формы дифракционных линий, с помощью которых могут быть найдены размеры блоков и величина микродеформаций в случае их раздельного и совместного присутствия в исследуемом образце. Зачастую имеется однозначная связь между величиной микродеформаций и плотностью хаотически распределенных дислокаций. [c.160]

Роль электронов в металлах как фактора, определяющего их прочность и пластичность, подчеркивалась Я. И. Френкелем еще в ранних работах [1] на основе пористой электронной модели. Современные представления о реальной прочности металлов, учитывающие, с одной стороны, кооперативный характер процессов перемещения атомов при деформации, а с другой — локальный характер разрушения, не отрицают роли электронного фактора. Так, справедливо считается, что наблюдаемые различия прочностных характеристик кристаллов определяются их электронной структурой, а роль дефектов упаковки в механизме деформации и разрушения металлов и качественная связь энергии дефектов упаковки с характеристиками электронной структуры [2] общепринятые. Для дальнейшего развития этих представлений стала очевидной необходимость установления закономерностей взаимосвязи процессов деформации и разрушения с электронными свойствами самих дефектов, ответственных за прочностные свойства металлов [.3]. Со времени открытия явления взаимодействия позитронов с дефектами кристаллической решетки [4] стало понятным, что метод позитронной аннигиляции является уникальным для получения информации об электронной структуре дефектов [5]. В основе этой возможности лежит тот факт, что при наличии в кристал.те дефектов с концентрацией 10 все термализованные позитроны захватываются ими и аннигиляция с электронами в дефектах дает информацию об их электронной структуре. Если концентрация дефектов недостаточна, то в позитронную аннигиляцию будут вносить вклад как совершенные, так и дефектные области кристалла. Следовательно, использование метода электронно-позитронной аннигиляции для анализа структурного состояния в области дефектов, образующих- [c.139]

Несмотря на высокую прочность в плоскости атомных слоев, кристалл может быть легко изогнут вследствие низкого модуля сдвига. Межслоевой сдвиг затрудняется при введении в кристаллическую решетку дефектов. Дефекты внутри слоев типа вакансий, внедрений, дисклинациий и дефекты упаковки соседних слоев приводят к возрастанию межслоевого расстояния. Внутрислоевые и межслоевые дефекты часто взаимосвязаны, поскольку дефекты внутри слоя могут приводить к неправильной упаковке соседних слоев, а вследствие того и к возрастанию межслоевого расстояния, что вызывает неполную делокализацию л-электронов и затрудняет межслоевой сдвиг. Дисклинации также препятствуют сдвигу и приводят к появлению вакансий и неправильной упаковке соседних слоев. [c.15]

Двухмерными, или поверхностными, Д. являются дефекты упаковки, границы двойников (см. Двойиикова-ние) и зёрен (см. Межаёреи-иые границы), антифазные и межфазные границы в сплавах, сама поверхность кристалла. Поверхностные Д., обрывающиеся внутри кристалла, ограничены полными или частичными дислокациями либо дисклниациями. Трёхмерными, или объёмными, Д. являются поры, трещины, включения др. фаз, тетраэдры из Д. упаковки. [c.595]

Ядру дислокации с вектором Бюргерса Ь бывает энергетически выгодно расщепиться на нсск. частичных дислокаций с векторами Бюргерса , (ft=2 6,-), соединённых полосками из дефектов упаковки, к-рые лежат в плоскости скольжения или расположены под угло.м к ней. Особенно сложной бывает конфигурация ядра расщеплённой дислокации в объёмноцеитриров. кубических и гексагональных кристаллах, а также в кристаллах с элементарной ячейкой, содержащей много атомов разных сортов. [c.596]

Локальные колсба11ия протяжённых дефектов (наир., дислокации или дефекта упаковки) распространяются вдоль них в виде волн, не про1[икающих в объём кристалла и отличающихся законом дисперсии от объёмных волн. Таковы колебания у свободной поверхности твёрдого тела Рэлея волны). [c.619]

В общем случав на тип М. д. с. существенное влияние оказывают особенности магн. анизотропии (число осей лёгкого намагничивания) ориентация ограничивающих кристалл поверхностей относительно кристаллографич. осей форма и размеры образца, а также всевозможные дефекты — магн. и немагн. включения, дефекты упаковки, границы двойников (см. Двойникование), дислокации и др. [c.653]

Ближний порядок, существующий в упаковке молекул в мицеллы, а также во взаимном расположении мицелл в Р., определяет особенности текстуры макроскопич. образца. Так, для нематич. лиотропных фаз осн. дефектами упаковки мицелл, к-рые определяют характерную картину изображения образца, получаемую с помощью оптич. полярнзац. микроскопа, являются дисклинации. Структура дисклинаций в лиотропных нематич. кристаллах такая же, как в термотропвых. [c.292]

Мартенситное превращение с инвариантной решеткой в сплавах с /3-фазой, как указано, связано с дефектами упаковки или двойниковыми дефектами. В первом случае разновидности кристаллов мартенсита с характеристической плоскостью габитуса образуют монодоменные области мартенсита, решетка которого связана с решеткой исходной фазы ориентационным соотношением. Во втором случае каждый кристалл мартенсита с характеристической плоскостью габитуса состоит из двух мартенситных доменов с взаимно двойниковым соотношением ориентировок. Каждый домен имеет кристаллографически эквивалентное ориентационное соотношение решетки с решеткой исходной фазы. [c.33]

Таким образом, механизмы деформации при мартенситном превращении ниже некоторой температуры различаются в зависимости от того, связана ли деформация с инвариантной решеткой с двойниковыми дефектами ипи с дефектами упаковки. Действительно, в сплавах Си—А1—N1 с 71-мартенситом типа 2Н внутренние дефекты явпяются двойниковыми дефектами. Известно, что деформация в этих сплавах развивается посредством двойникования. Однако в сплавах Си—2п—А1 с /32 Мартенситом типа 9/ внутренние дефекты явпяются дефектами упаковки. Известно, что деформация в этих сплавах развивается посредством перемещения поверхности раздела между кристаллами мартенсита. В настоящее время установлено, что и перемещение границы раздела между кристаллами мартенсита разных кристаллографических вариантов осуществляется двойникованием в этом мартенсите. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...