Вакансии энергия миграции

Пользуясь моделью жесткой среды, мон но грубо оценить энергию миграции Е т вакансии. Пусть соседний с вакансией атом переходит в промежуточное полон епие, окруженное двумя вакантными узлами. Им можно сопоставить полости радиуса р с объемом, равным половине объема /зЛГ , приходящегося на исходную вакансию. Таким образом, г = 2р и согласно (4,22) [c.97]

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

Вакансии, как и другие дефекты атомно-кристаллического строения - примесные атомы, дислокации, границы, имеют свои характеристики - энергию образования энергию миграции объем V, поле напряжений Су г), где г - удаление от вакансии, концентрацию Представления об этом дефекте основаны на аксиоматике, сформированной не менее 50 лет назад [43]. Однако, на наш взгляд, трудности непосредственного наблюдения вакансий накладывают отпечаток на достоверность теории и интерпретации экспериментальных данных, не позволяют в полной мере реализовать возможный уровень свойств металлов, например пластичность, ударную вязкость и др. Рассмотрим некоторые важные свойства вакансий и особенности их поведения. [c.97]

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]

Маши знания относительно вакансий в тугоплавких о. ц. к. металлах еш,е весьма отрывочны. Эксперименты по закалке [1, 2] не привели пока к ясным результатам. Основные трудности возникают из-за сильного влияния на результаты закалки этих металлов небольших примесей кислорода, азота или углерода, образующих твердые растворы внедрения. Следовательно, чрезвычайно высокие требования должны -предъявляться к чистоте проведения эксперимента. Более того, основываясь на теоретических оценках, часто считают, что энергия образования вакансий в о. ц. к. металлах относительно высока, в то время как энергия миграции низка. В этом случае необходимы высокие скорости закалки для того, чтобы зафиксировать равновесную концентрацию вакансий [3]. Недавно были предсказаны энергии образования вакансий в вольфраме и других о. ц. к. металлах на основе измерений удельной теплоемкости вблизи точки плавления [4—6]. [c.58]

Предполагая далее, что самодиффузии в вольфраме протекает по вакансионному механизму, энергию миграции вакансий ] оценили исходя из известной величины энергии активации самодиффузии QвD [Ю] (см. таблицу). Отношение этих величин к температуре плавления вольфрама того же порядка, что и для г. ц. к. металлов. С точностью до ошибки эксперимента эти результаты находятся в соответствии с экспериментами по возврату наклепанного вольфрама [11]. [c.61]

Параметр Е определяет энергию миграции атомов цинка ожидается, что эта величина должна быть того же порядка, что и для свободных вакансий, но не совпадает с ней [45]. [c.172]

Действительно, энергия образования и миграции вакансий в о. ц. к. металлах составляет 80 и 20% от энергии самодиффузии в г. п. металлах значения энергии образования вакансии С/о. и энергии миграции вакансий составляют 60 и 40% [488]. Следовательно, при одинаковой гомологической температуре первые содержат значительно меньше вакансий, чем вторые, но подвижность вакансий и коэффициент диффузии в о. ц. к. структурах больше, чем в г. п. структурах. Видимо, подвижность точечных дефектов у металлов с г. ц. к структурой должна быть еще ниже. [c.203]

ПО измерениям электрического сопротивления, которое обусловлено закалкой вакансий. Кроме того, исследование процесса закалки позволяет получить данные по энергии миграции вакансий. Поэтому в табл. 3.1 представлены данные, позволяющие сравнить результаты этих экспериментов. Отметим, что еслн из имеющихся данных выбрать те значения суммы АЯи+ДЯт, которые лучше соответствуют предсказаниям теории, то согласие с С1 будет в пределах 0,02 эВ. [c.99]

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

И в заключение, чтобы не возвращаться больше к диффузии, два слова про миграцию атомов внедрения. Они в вакансиях для перемещений не нуждаются — гуляют (а точнее, прыгают) непосредственно по междоузлиям. Но при прыжке атомы решетки раздвигаются и это сопровождается увеличением энергии. Поэтому температурная зависимость коэффициента диффузии все равно остается экспоненциальной. Но само его значение, как правило, намного выше (не требуется вакансий) Примеси внедрения перемещаются по кристаллу намного быстрее. [c.205]

Круг доступных в настоящее время данных ограничен такими величинами, как первоначальная концентрация вакансий, энергия миграции моновакансий, энергия миграции дивакансий и их энергия связи. Хотя трудно проанализировать процессы зарождения и роста вторичных дефектов методом постепенного приближения, будет сделана попытка проанализировать экспериментальные результаты, исходя из тех факторов, которые, как полагают, влияют на образование вторичных дефектов. [c.123]

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]

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]

Однако известно [358, 637, 638], что если кислород и является неподвижным при комнатной температуре, то он может образовывать различные виды комплексов, захватывая подвижные дефекты, например, вакансии, которые могут иметь различное зарядовое состояние V , V , V , так же как и дивакансии V2, V2, Например,в [637] концентрация кислорода в кристалле резко падала при нейтронном облучении Si при 40—60° С, вследствие образования Л-центров (комплекс вакансия—кислород). Из опытов по электронному облучению Si и Ge [358] также следует, что вакансии мигрируют и захватываются атомами кислорода при температурах существенно ниже комнатной, так как энергия миграции их очень мала. При этом время захвата равно t = (4ттгОМ(,у [638], где Nq - концентрация центров кислорода г — радиус захвата ( 3 -10 См). Приняв для Ge при 20°С D = 4,3-10" см /с и 7Vo=4-10 см , получим f = 1,55 Ю- с. Таким образом, не только изменением концентрации одних вакансий можно объяснить акцепторное действие микродеформации, но и образованием вакансионно-кислородных комплексов указанного типа. [c.221]

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]

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]

Средние температуры закалки. Плотность центров конденсации в этом случае больше, но в результате большей концентрации закаленных дефектов вероятность образования более сложных дефектов во время старения значительно увеличивается, так что концентрацию дивакансий (или тривакансий) уже нельзя считать незначительной. Другими словами, переход вакансий из первоначального положения после закалки в окончательное положение, в центр конденсации, осуществляется частично в виде моновакансий и частично в виде дивакансий (или более сложных дефектов). Мгновенная равновесная концентрация дивакансий зависит, конечно, от их энергии связи, первоначальной концентрации дефектов и времени их жизни. Ясно, что если энергия миграции дивакансии меньше энергии миграции моновакансий, как обычно полагают, то непрерывное [c.152]

Систематические и точные исследования влияния меди были проведены также в Исследовательском институте легких металлов в Новаре (Италия). Было установлено, что влияние меди на протекающие процессы очень мало. Так, наблюдалось некоторое влияние на время т и которое необходимо для достижения максимума электросопротивления (при постоянной температуре старения или закалки). Результаты приведены на рис. 20, 21. Разница в энергии миграции очень мала и находится в пределах экспериментальных ошибок. Разброс в энергии образования хотя и мал, но все же существен. Количественные расчеты, не приведенные здесь, выполненные с помощью формулы (5), показывают, что эта разница объяснима, если предположить, что энергия связи между атомами меди и вакансиями равна 0,17 эб. [c.176]

При самодиффузии меченых атомов растворителя в чистом металле > = 0 в этом случае Ш4 = 1Вз= 2= 1 = Шо. Кроме того, корреляционный множитель — константа и, следовательно, наклон, определяемый выражением (3,33), позволяет определить энергии миграции и образования вакансии. Величины АН, и АНт можно измерить независимым образом, и в пределах экспериментальной ощибки их сумма хорощо согласуется со значением (<31пВ )/((31/Т), полученным из экспериментальных данных по днффузни меченых атомов растворителя, так как в этом случае [c.79]

Близость энергии активации миграции к энергии активации самодиффузионных процессов свидетельствует о том, что миграция границ контролируется направленным перемещением вакансий. Другими словами, движение границы представляет процесс обмена местами атомов и вакансий (рис. 13.13). По своему атомному механизму и энергии активации миграция занимает некоторое промежуточное положение между самодиффузией по границам и объему зерен. В случаях малоугловых и специальных большеугловых границ обмен местами атомов и вакансий происходит в малоискаженных приграничных зонах, поэтому энергия активации миграции границы будет близка к энергии активации объемной самодиффузии в решетке. По мере разориентации границы и увеличения степени искажения решеток в приграничных зонах доля энергии активации, связанная с образованием и перемещением вакансий, будет уменьшаться. Общая энергия активации миграции будет приближаться к энергии активации самодиффузии по границам. В соответствии с этим большеугловые границы более подвижны, чем малоугловые и специальные. В условиях неравномерного распределения температуры, например при сварке, отмечают, что наиболее интенсивная миграция границ происходит в направлении тепловых потоков. Это, вероятно, обусловлено направленным потоком вакансий от более нагретого к менее нагретому участку металла. [c.505]

Известно несколько основных физических процессов, обусловливающих взаимодействие между точечными дефектами и дислокациями. Так, упругое взаимодействие обусловливает миграцию атомов примеси в областях ядра дислокаций и приводит к образованию сегрегаций (облака Коттрелла). Энергия взаимодействия дислокаций с примесями внедрения о. ц. к. решетки высокая ( 0,55 эВ для углерода и азота в а-же-лезе), а в г. ц. к. решетке низкая (Я = 0,08 эВ для водорода в никеле). Вакансии в металлах с кубической решеткой не вызывают заметных объемных искажений и не создают дальнодейству-ющих полей сдвиговых напряжений. Поэтому обычно взаимодействие между дислокациями и вакансиями в этих металлах слабое (f =0,02 эВ). [c.222]

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]

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]

Подвижность двойной вакансии в г. ц. к. решетках больше, чем моновакансий, примерно на порядок. Объединение вакансии с дивакансией в г. ц. к. решетке энергетически также выгодно, однако плоское образование из трех вакансий неустойчиво. Возникновение комплекса из четырех вакансий энергетически выгодней, чем из трех вакансий. Подвижность тройной вакансии мала, энергия ее миграции для случая меди достаточно велика /-3,2-10- 9 дж (2 эв). [c.52]

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]

Согласно работе Пинеса [177], рекристаллизация определяется направленным потоком вакансий. Подобно коэффициенту диффузии, скорость рекристаллизации зависит от температуры экспоненциально. Совпадение величин энергии активации не означает, разумеется, физического подобия процессов. Энергия активации рекристаллизации не имеет ясного физического смысла, поскольку рекристаллизация определяется совокупностью процессов, главным из которых является рост участков с менее дефектным строением, зависящий от многих факторов. Образование новых зерен может, в частности, происходить путем роста субзереи в результате исчезновения границ между ними путем коалесценции. Кроме процесса коалесценции субзерен, большое значение имеет, по-видимому, процесс миграции участков большеугловых границ исходных деформированных зерен. [c.201]

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]

И наконец, кроме перечисленных выше косвенных данных в настоящее время почти не существуют прямые экспериментальные данные по этому вопросу, тем более по энергии образования и миграции межузлий. Подробный критический обзор состояния вопроса в этой области был дан Ху [367]. Некоторое представление о состоянии вопроса в этой области можно получить из рассмотрения табл. 11 и 12, в которых приведены теоретические и экспериментальные значения энергетических параметров для вакансий и межузлий. [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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...