Атомы межузельные

Перемещение дислокации возможно н путем переползания. Переползание — это диффузионное смещение дислокационной линии или ее части вследствие присоединения межузельных атомов или вакансий. При этом дислокации из одной плоскости переходят в другую. [c.44]

Последующий нагрев нагартованной стали до 100 °С вызывает дополнительную диффузию атомов углерода из межузельных пространств металлической решетки, увеличивая таким образом площадь катода с низким водородным перенапряжением, что также ускоряет коррозию. При более высоких температурах тер- [c.131]

Линейные дефекты малы в двух измерениях, в третьем они могут достигать длины кристалла (зерна). К линейным дефектам относятся цепочки вакансий, межузельных атомов и дислокации. Дислокации являются особым видом несовершенств в кристаллической решетке. С позиции теории дислокаций рассматриваются прочность, фазовые и структурное превращения. [c.265]

Двумерная поверхностная пленка характеризуется, таким образом, химической стабильностью (частицы каждого вида в соединении характеризуются строго определенным координационным числом), прочностью и хрупкостью, т. к. находится под воздействием сжимающих напряжений со стороны нижележащих приповерхностных слоев. В последних сжимающие напряжения возникают в силу описанной выше дефектности кристаллической решетки - наличия в ней межузельных и замещенных атомов (несте-- [c.307]

Монокристаллы с дефектами решетки. Под дефектами понимают вакансии, межузельные атомы, неупорядоченно расположенные примесные атомы, т. е. все то, что нарушает идеальный дальний порядок. Обычно число дефектов мало, однако число примесных атомов (в сплавах) может быть порядка общего числа атомов. В этом случае можно говорить о сохранении дальнего порядка лишь в среднем. [c.7]

Экспериментальное исследование кинетики и температурной зависимости физических характеристик, обусловливаемых дефектами (например, электросопротивления, постоянной решетки, теплосодержания и т. д.), и теоретический анализ полученных данных показали, что основными типами точечных дефектов являются вакансии, межузельные атомы и состоящие из них комплексы. Энергия образования вакансии, определяемая работой по переносу атома из узла решетки на поверхность кристалла, составляет величину порядка 1 эВ (для благородных металлов, например), а межузельного атома — несколько эВ (для Си — 3,4 эВ). Поэтому появление и вакансий и межузельных атомов приводит к повышению термодинамической устойчивости системы, если концентрация и энергия образования дефектов отвечают соотношению (10.17). При этом очевидно, что концентрация одиночных вакансий должна быть заметно выше концентрации межузельных атомов. [c.232]

Это — краевая дислокация (Ь перпендикулярно линии дислокации), но главная ее особенность состоит в том, что Ь не лежит в плоскости скольжения. Поэтому такая дислокация не может перемещаться скольжением, и ее движение будет затруднено. Подобные дислокации могут возникать при схлопывании плоских скоплений вакансий (отрицательные дислокации) или при введении дисков из межузельных атомов (положительные дислокации). Ввиду затрудненности движения дислокации Франка часто называют сидячими дислокациями. Они могут также образовываться делением единичных дислокаций, например, в результате реакции [c.244]

В результате происходит упрочнение кристалла. Другим способом упрочнения является радиационное воздействие, при котором происходит образование скоплений вакансий или межузельных атомов, превращающихся далее в сидячие дислокационные петли. [c.245]

Найти для равновесного состояния химический потенциал вакансии и межузельного атома. [c.248]

При повышении температуры, когда в ожившем кристалле колебания атомов вокруг положения равновесия становятся все более энергичными, в кристалле появляются узлы, в которых нет атомов, и атомы, расположенные не в-узлах (рис. 19.2.1). Узлы, свободные от атомов, называются дырками , или вакансиями , а атомы, находящиеся не в узлах, называются межузельными атомами . [c.321]

В узлах кристаллической решетки атомы колеблются с частотой 10 3 (,-1 Благодаря колебательному движению, происходящему при любой температуре, атомы взаимодействуют, обмениваясь кинетической энергией. Средняя кинетическая энергия тепловых колебаний атомов равна 3/2 кТ. При комнатной температуре 3/2 кТ 0,03 эВ, что значительно меньше энергии, необходимой для образования точечных дефектов (1—4 эВ). Однако за счет флуктуации кинетической энергии (отклонения кинетической энергии от ее среднего значения) возможно преодоление атомом окружающих потенциальных барьеров. Вероятность такого акта увеличивается с повышением температуры по экспоненциальному закону. Если при этом происходит выход атома из узла кристаллической решетки в междоузлие, то образуются вакансия и межузельный атом ( парный дефект Френкеля ). [c.27]

Так как энергия образования межузельных атомов значительно выше, чем вакансий, то, как показывают расчеты, для меди при 1000° С их концентрация значительно меньше и составляет 10 , т. е. на 35 порядков меньше концентрации вакансий. [c.29]

Разноименные дислокации, лежащие в одной плоскости скольжения, в соответствии с формулой (47) притягиваются и аннигилируют две экстраплоскости сливаются в единую полную атомную плоскость. Если разноименные дислокации находятся в соседних плоскостях скольжения, разделенных межатомным расстоянием (рис. 31,а), то после их сближения образуется цепочка вакансий или межузельных атомов (рис. 31,6), [c.58]

Первые три стадии возврата, несомненно, связаны с движением и уменьшением концентрации точечных дефектов. Но более точно и однозначно связать каждую стадию с точечными дефектами определенного типа (вакансии, межузельные атомы, дивакансии, комплексы [c.302]

Так как возможность возникновения вокруг новых (размноженных при деформации) дислокаций атмосфер определяется соотношением скоростей движения дислокаций и диффузией межузельных атомов, то повышение плотности дислокаций зависит от температуры и скорости деформации. При 0>0с дислокации становятся более подвижными из-за высокой диффузионной подвижности атомов внедрения. Поэтому при 0>0о наблюдается резкое падение сопротивления деформации (см. рис. 247). С повышением скорости деформации диффузионной подвижности внедренных атомов недостаточно для закрепления вновь образовавшихся при деформации дислокаций, которые двигаются уже с большей скоростью. Поэтому с повышением скорости деформации пик деформационного старения может или смещаться в область высоких температур, или вовсе исчезать (см. рис. 247). [c.465]

Экспериментальные данные показывают, что в реальном кристалле изменение теплоемкости в области фазовых переходов связано с влиянием дефектов кристаллической решетки. Наибольшее влияние оказывают термодинамически точечные равновесные дефекты, т. е. вакансии и межузельные атомы, так как они проявляются во всех условиях и притом наиболее значительно. Энергия образования межузельных атомов больше энергии образования вакансий. Поэтому главное значение имеют вакансии. Возрастание теплоемкости кристалла с приближением к точке перехода обусловлено изменением его параметра порядка. Изменение параметра порядка кристалла означает вместе с тем изменение концентрации вакансий, например, при температурах, меньших температуры перехода Т, концентрации вакансий с повышением температуры увеличиваются, а параметр порядка уменьшается, достигая нулевого значения в точке перехода. Изменение параметра порядка происходит скачкообразно при фазовых переходах первого рода и непрерывно при переходах второго рода. [c.238]

Вакансии и межузельные атомы не нарушают термодинамического состояния кристалла, поэтому их называют термодинамически равновесными дефектами. Для вычисления их концентрации можно воспользоваться общим выражением для определения вероятности данного состояния термодинамической системы, которая пропорциональна ехр [—(ДФ/ЛТ)]. [c.372]

В том случае, когда атом после выхода из узла кристаллической решетки остается в кристалле (н находятся между узлами решетки), изменение АФ составит значительно большую по сравнению с Ф —Фа величину (совокупность вакансии и межузельного атома составляет дефект по Френкелю). Концентрация вакансии, равная концентрации межузельных атомов [c.373]

При таких внешних воздействиях на кристалл, как облучение излучениями большой энергии или пластическая деформация, также получаются неравновесные вакансии и межузельные атомы. Их концентрация, особенно при низких температурах, молсет быть много больше равновесной. [c.36]

Диффузия межузель-ных атомов (межузельный механизм) (рис. 11.3, г). Атомы мигрируют через междоузлия решетки. Это движение требует сильной деформации решетки, которая связана с высокой энергией активации. Особенно просто происходит такая диффузия в твердых растворах внедрения (см. 8.3.2), которые состоят из основной [c.242]

Точечные дефекты вызывают местное искажение кристаллическо ) решетки (рис. 8). Смещения (релаксация) вокруг вакансии возни кают обычно в первых двух слоях соседних атомов и составляют доли межатомного состояния. Вокруг межузельного атома в плотноупа-кованных решетках смещение соседей значительно больше, чем вокруг вакансий. [c.20]

Избыточные вакансии и межузельные атомы поглощаются дислокациями при гк рераспределении последних прп нагреве. Кроме того, п ()исходит сток вакансий к границам зерен, что определяс умень-ijieuue их концентрации. Далее вакансия и межузельные атомы при встрече взаимодействуют с уменьшением энергии. [c.54]

Влияние термической обработки на скорость коррозии углеродистой стали в разбавленной серной кислоте представлено данными Хейна и Бауэра [491 (рис. 6.16) и подтверждено более поздними работами Клиари и Грина [33]. Углеродистая сталь, закаленная с высоких температур, имеет структуру, называемую мартенситом. Это однородная фаза, в которой атомы углерода занимают межузельные пространства тетрагональной объемно-центрированной решетки железа, учайное распределение атомов углерода и их взаимодействие с соседними атомами железа ограничивает и с эффективность как катодов локальных элементов, поэтому в разбавленной кислоте скорость коррозии мартен- [c.128]

Необходимо отметить, что при переходе в более высоколежащую зону переходного слоя - в область нестехиометрии - взаимодействие дефектов кристаллической решетки со структурой составляющего данную решетку набора частиц играет роль предвестника новой фазы. Например, в решетке РеО избыточные вакансии в катионной подрешетке образуют ассоциаты дефектов - кластеры из двух вакансий в подрешетке Ре и межузельного атома Ре Когда таких кластеров становится много, то они распределяются упорядоченно [75] - в этом пределе кластеры становятся структурными элементами решетки другого соединения - Рез04, Именно в этой части дефекты решетки следует называть не вакансиями, а дефектами решетки вычитания на базе кристаллической решетки объемной фазы, либо на базе кристаллической решетки стехиометрического соединения частиц обеих граничащих фаз - в зависимости от химических свойств объемных фаз и внешних условий (температуры., давления и др.). [c.122]

Другим примером пространственных диссипативных структур является так называемая решетка вакансионных пар, экспериментально обнаруженная Дж. Эвансом в 1970 г. при исследовании микроструктуры молибдена, облученного ионами азота. Известно,, что облучение металла быстрыми частицами (нейтронами, ионами) приводит к образованию в кристаллической решетке точечных дефектов — вакансий и межузельных атомов. При повышении температуры эти вакансии, двигаясь в кристалле, образуют сложные кластеры дефектов в виде сферических вакансионных пор и плоских дислокационных петель. Обычно такие кластеры образуют пространственно однородную систему. Однако при определенных условиях облучения вакансионные поры располагаются упорядоченно в виде правильных сверхрешеток , тип которых совпадает с типом кристаллической решетки металла и имеющих период, в сотни раз превыщающий период этой рещетки. Образование таких упорядоченных структур вакансионных пор вызвано нелинейным динамическим взаимодействием точечных дефектов с мелкими вакансионными кластерами и диффузионным взаимодействием между порами. [c.34]

Интересным типом точечных дефектов являются межузельные атомы. Ранее считалось, что при образовании межузельного атома происходит внедрение какого-либо атома в пространство между узлами кристаллической решетки. Например, для ГЦК решетки это означало, что межузельные атомы могут возникать в середине ребер элементарной ячейки (октаэдрическая конфигурация) или в середине тетраэдров, образованных четырьмя соприкасающн- [c.233]

Рис. 10.2. Конфигурации из межузельных атомов в ГЦК решетке а) гантель вдоль [100], б) гантель вдоль [111], в) краудион

Возникновение межузельных атомов сопряжено с раздвиже-нием атомов решетки. Если при образовании вакансий атомы смещаются примерно на 2%, то при образовании межузельного атома — на 12%. Избыточный объем за счет одиночных межузельных атомов составляет —2,5 атомного объема. Он заметно уменьшается при образовании скоплений межузельных атомов. [c.235]

Указанные типы дислокаций являются предельными, поскольку предельными (О и я/2) будут углы между векторами Бюргерса и осями дислокаций. Помимо них встречаются промежуточные случаи взаимной ориентации вектора Бюргерса и оси дислокации. Их часто называют смешанными и нередко рассматривают как наложение краевой с вектором Бюргерса 6x=bsina и винтовой с ЬК = 6 os а дислокаций (а — угол между Ь и осью дислокации). Угол а не обязательно постоянен вдоль дислокации, поскольку дислокации могут быть и криволинейными. Однако величина относительного смещения двух частей кристалла неизменна, и поэтому вектор Бюргерса по всей длине любой дислокации остается постоянным. Дислокационные линии могут заканчиваться на поверхности кристалла, границах зерен, других дислокациях, могут образовывать замкнутые петли. Дислокационные линии в виде замкнутой петли называют дислокационной петлей. Характерная особенность — отсутствие точек выхода на поверхность. Такие дислокации возникают, например, за счет схлопывания плоских скоплений вакансий и т. п. Дислокационные петли широко распространены в материалах, подвергнутых радиационному воздействию,] поскольку при бомбардировке кристалла нейтронами или заряженными частицами часть атомов оказывается выбитой из своих мест, в связи с чем возникают вакансии (и межузельные атомы). Одиночные [c.239]

Применяемые на практике металлы и сплавы представляют собой твердые растворы с упорядоченным и неупорядоченным аморфным распределениями атомов. Твердые растворы могут содержать несовершенства четырех основных типов точечные (нульмерные), линейные (одномерные), поверхностные (двухмерные) и объемные (трехмерные). К первым относятся вакансии (свободные узлы кристаллической решетки) и межузельные (смещенные) атомы ко вторым — цепочки точечных дефектов, различные типы дислокаций к третьим — дефекты упаковки атомов, границы зерен, блоков, двойников и т. д. к четвертым дефектам относятся поры, включения, выделения, технологические трещины и тому подобные образования, размеры которых намного превосходят межатомные расстояния. [c.321]

Любой материал, какой бы технологической обработке он ни подвергался, всегда обладает какими-либо несовершенствами большим количеством вакансий или межузельных атомов, большой первоначальной плотностью дислокаций, микротрещинами, включениями, дефектами изготовления. Каждое из этих несоверщенств определенным образом влияет на прочность детали, т. е. на развитие в ней трещины. [c.325]

Межузельные атомы и вакансии являются в кристалле центрами локального упругого расширения или сжатия кристаллической решетки (рис. 12). Напряжения и реформации вокруг такого центра убывают обратно про-торционально третьей степени расстояния от него. Залетные смещения атомов создаются на расстоянии од-юго —двух атомных диаметров. Быстрое затухание 1Т0МНЫХ смещений при удалении от центра точечного 1ефекта свидетельствует о том, что поля напряжений . десь близкодействующие. [c.27]

Межузельный атом увеличивает межатомные расстояния у окружающих его атомов матриц, смещая ближайших соседей на расстояние, равное 20% от мелс- [c.28]

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]

При низкотемпературной пластической деформации, когда полигонизационные процессы затруднены, пространство между возникшими на ранних стадиях пластической деформации сплетениями быстро заполняется дислокациями, причем с понижением температуры однородность такого распределения нарастает. Дальнейшая пластическая деформация сопровождается исключительно высокой концентрацией точечных дефектов благодаря пересечению движущихся дислокаций с дислокациями леса высокой плотности (Л/д= 10 —10 м ) и образованию значительного количества порогов, порождающих при дальнейшем перемещении дислокаций вакансии и межузельные атомы. После низкотемпературной деформации всего лишь на 10% концентрация точечных дефектов возрастает до 10 —10 ° см т. е. nlN= = (10 —10 " ). Таким образом, достигается концентрация, равная концентрации вакансий Ю"" при температуре плавления. Рост концентрации точечных дефектов и особенно вакансий приводит к увеличению объема при пластической деформации на величину до 0,25%. Процессу образования разориентированной ячеистой структуры в области низких температур (0,2—0,3) Гпл способствует хаотическое распределение дислокаций высокой плотности, приводящее к возникновению точечных дефектов. Увеличение точечных дефектов способствует переползанию краевых дислокаций и, следовательно, как и при полигонизации с развитым неконсервативным движением дислокаций, возможно образование разориентированной ячеистой структуры. При этом пластическая деформация при низкой температуре сопровождается уменьшением размеров ячейки в направлении деформирующего усилия и ее увеличением в направлении вытяжки при прокатке, прессовании, волочении. В связи с этим возникает слоистая ячеистая структура. Особенностью дислокационного строения такой структуры является то, что плотность дислокаций внутри таких ячеек сущ ественно не изменяется, т. е. дислокации, вызывающие изменение формы слоистой ячейки, выходят на ее поверхность или поверхность зерна. [c.254]

Дислокации — не единственные дефекты кристалла известны также вакансии и межузельные атомы, образующиеся при переходе атома из узла кристаллической решетки в пространство между узлами. Межузельные атомы образуются в кристалле самопроизвольно, вследствие термических флуктуаций. Поэтому число их зависит от температуры при пониже1п и температуры число вакансий и межузельных атомов в чистом, т. е. не содержащем примесей, кристалле убывает до нуля. Дислокации, наоборот, не исчезают с уменьшением температуры. Можно считать, что число дислокаций с изменением температуры меняется незначительно, если только температура достаточно удалена от температуры плавления. При приближении к точке плавления число дислокаций быстро уменьшается. Дислокации не возникают в кристалле сами по себе, они образуются в процессе образования кристалла или в результате внешнего воздействия на кристалл. Дислокации являются важными характеристиками кристаллического состояния. В ядре дислокации (т. е. в окрестностях ее оси) атомы смещаются из положения равновесия, и в решетке возникают внутренние напряжения. С этой точки зрения дислокацию можно считать источником внутренних напряжений. [c.368]

Межузельные положения в решетке некоторого металла могут занпмать и атомы того же металла, которые попадают туда в результате особого типа перемещения дислокаций и при облучении металла пзлуче- [c.11]

Представим себе кристалл, не oдepяiaщий точечных дефектов при температуре абсолютного нуля. В таком кристалле точечные дефекты кристаллической решетки могут возникнуть при нагревании в результате теплового возбуждения. В течение достаточно долгой выдержки кристалла при постоянной температуре и давлении система приближается к состоянию равновесия, в котором устанавливается определенная концентрация дефектов, равновесная при данных условиях. Такими точечными дефектами являются появившиеся в результате теплового возбуждения вакансии и межузельные атомы металла, а такн е атомы в чужих подрешетках упорядоченного сплава стехиометрического состава. Равновесная концентрация таких дефектов при абсолютном нуле равна нулю. [c.34]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...