Внедренные атомы

Твердые растворы внедрения. Б кристаллической решетке твердых растворов внедрения атомы растворенного элемента не замещают атомы растворителя, а располагаются между атомами в узлах решетки. Чаще всего твердые растворы внедрения образуются при растворении в металлах переходных групп неметаллов с малыми атомными диаметрами, таких, например, как водород, азот, углерод, бор. В частности, твердый раствор углерода в у-железе (аустенит) является твердым раствором внедрения. Твердые растворы внедрения чаще всего образуют металлы, имеющие гранецентрированную кубическую решетку. [c.123]

Фазы внедрения возникают при взаимодействии металлов переходных групп с металлоидами, у которых незначительные атомные размеры Н(г=0,046 нм), Ы(г=0,071 нм), С(г=0,077 нм). Внедрение атомов металлоидов в кристаллическую решетку металлов (образование фаз внедрения) может проходить при условии, если отношение г металлоида к г металла меньше или равно 0,59. При этом атомы металла образуют решетки типа К8, К12 и Г12, а атомы металлоидов внедряются в них в определенном порядке, характеризующемся координационным числом. Практически в сплавах металлов фазы внедрения не соответствуют стехиометрической формуле (в избытке атомы металла и в недостатке атомы металлоидов), т. е. происходит образование твердых растворов вычитания, Фазами внедрения в сталях и сплавах являются большинство карбидов и нитридов. [c.33]

Другой путь, как это ни парадоксально, прямо противоположен и состоит в создании металлов, имеющих возможно больше нарушений правильной кристаллической структуры. Эти нарушения микроструктуры — точечные и линейные (дислокации) — могут быть получены или сочетанием пластического деформирования металла (наклепа) с термообработкой, или путем нейтронного облучения. При этом из кристаллической решетки выбиваются атомы и в решетке создаются или свободные места — вакансии, или атомы без места — внедренные атомы. Эти нарушения микроструктуры делают металл более прочным, так как затрудняют передвижение внутри кристалла, подобно тому как шероховатые поверхности двух брусков препятствуют их скольжению. [c.37]

Точечные несовершенства (рис. 12.34) — это пропуски отдельных атомов в решетке (незаполненные узлы — вакансии), внедрения атомов в междоузлия, замещения атомов данного элемента атомами другого элемента. [c.468]

С другого стороны, и пластическая деформация, и собственно разрушение являются по своей физической природе локальными процессами, и эта локализация пластической деформации и разрушение имеет свои специфические особенности на каждом структурном уровне. На микроуровне - уровне дефектов структуры (вакансий, дислокаций и т.д.) - развиваются свои процессы накопления микроповреждений, обусловленные перераспределением дефектов и увеличением плотности. Причем, поля внутренних напряжений на разных структурных уровнях также существенно различны и имеют разную физическую природу. Неодинаковы и концентраторы напряжений. На микроуровне это могут быть внедренные атомы, атомы замещения, дислокационные петли и [c.242]

Большинство современных методов упрочнения материалов основано на другом способе. Для упрочнения кристалла с дефектами в решетке можно создать условия, при которых перемещение дефектов в кристалле затрудняется. Препятствием для перемещения дефектов в кристалле могут служить другие дефекты, специально созданные в кристаллической решетке. Так, для увеличения прочности ста.1и применяется легирование стали — введение в расплав небольших добавок хрома, вольфрама и других элементов. Внедрение атомов чужеродных элементов в решетку кристаллов железа затрудняет перемещение линейных дефектов при деформации кристаллов, прочность стали повышается при этом примерно в три раза. Дополнительные дефекты в кристаллической решетке создаются при протяжке, дробеструйной обработке металлов. Эти виды обработки могут повышать прочность материалов примерно в два раза. [c.93]

По нашему мнению, при низких скоростях охлаждения возможно фракционирование атомов железа и углерода из-за большого различия в размерах атомов (рис. 53). Любое внедрение атомов углерода в кристаллическую [c.72]

Аналогичным методом удается посчитать внедренные атомы и дислокации. Ограничениями метода являются трудности получения закруглений очень малого радиуса кривизны и ряд других особенностей, сводящих область применения метода почти исключительно к исследованию тугоплавких металлов (молибдена, вольфрама, платины, иридия и т.д.). [c.95]

Основная роль внедренных атомов примесей заключается в том, что в их присутствии происходит сильное блокирование дислокаций, благоприятствующее образованию дислокационных скоплений и формированию таким образом зародышей трещин. [c.430]

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]

Образующаяся при внедрении атомов в о. ц. к. решетку тетрагональность приводит к тому, что поле на- [c.465]

Пограничный слой характеризуется большой пористостью, обусловленной наличием дефектов (микротрещин, вакансий, дислокаций, внедренных атомов). Сдвиг реализуется по ряду плоскостей скольжения, касательные напряжения на которых достигли предела текучести материала пограничного слоя. С увеличением плотности дислокаций в поверхностном слое сопротивление их скольжению увеличивается, что приводит к деформационному (а в случае трения к фрикционному) упрочнению. [c.87]

Заметим, что в поверхностных слоях титана с большей концентрацией палладия формируются окисные пленки с более высоким содержанием палладия, чем в обедненных, что объясняется увеличением скорости реакции выделения кислорода. При этом плотность анодного выделения кислорода при 373 К имеет тенденцию к стабилизации. Таким образом, для наибольшего увеличения реакции выделения кислорода в данных условиях необходимо имплантировать палладий в титан таким образом, чтобы основное количество внедренных атомов располагалось на глубине от О до 34 нм для поляризации при 293 К и на глубине от О до [c.78]

В первом случае атом внедряется при переходе из узла решетки в междуузлие на месте ушедшего атома образуется вакансия. Этот тип дефекта называется дефектами Френкеля. Энергия образования этих дефектов примерно равна сумме энергии образования вакансии и внедрения. При образовании дефектов Френкеля энергия кристалла возрастает, так как атом проникает в область, где силы отталкивания между внедренным атомом и окружающими его атомами очень велики кристаллическая решетка металла упруго деформируется. [c.32]

Внедрение атомов примесей в междуузлие кристаллической решетки сопровождается ее упругой деформацией. Энергия кристаллической решетки при внедрении в нее атомов небольших размеров (водорода, кислорода, азота, углерода) увеличивается незначительно. [c.32]

Электронные дефекты вызываются нарушениями в нормальной периодичности распределения зарядов или энергии в твердом теле. Геометрическим дефектам кристалла сопутствуют локальные нарушения распределения зарядов. Например, примесный атом может иметь иной заряд, чем основные атомы в этом случае возникают локальные электронные нарушения. Вакансии или внедренные атомы искажают электрический" заряд. Электроны, поглощая различное количество тепловой энергии, могут изменять свое движение в решетке, например возникновение в полупроводниках потоков положительных и отрицательных зарядов. [c.33]

Тепловой эффект может вызвать процесс диффузии вакансий и внедренных атомов, изменяющий тонкую структуру и свойства металлов. Б металле появляются поры, которые являются зародышами будущих микротрещин. Тепловой эффект может привести также к рекомбинации пар Френкеля с частичным исчезновением этого дефекта. [c.40]

Изменение электросопротивления металла в зависимости от температуры показано на рис. 49. Выше — 173° С (100° К) сопротивление пропорционально Г ниже этой температуры эта зависимость нарушается и R становится пропорциональным Т , принимая нулевое значение при —273 С. При температуре плавления сопротивление скачкообразно увеличивается, так как периодичность электрического поля почти разрушается. Значительное рассеяние электронных волн, а следовательно, увеличение электросопротивления наблюдается при наличии в металле примесей, особенно примесей типа внедрения. Атомы примесей искажают решетку металла, нарушая ее периодичность. При наличии примесей коэффициент рассеяния [c.70]

У реальных металлов есть еще одна очень важная для понимания их свойств особенность. Кристаллическая решетка их зерен не является идеальным геометрическим построением, ей присущи такие дефекты, как вакансии, внедренные атомы и дислокации. [c.9]

Если в отдельных ячейках кристаллической решетки между ее узлами по каким-либо причинам оказываются как бы лишние атомы данного или другого элемента, то образующиеся при этом дефекты называются внедренными атомами (рис. 1.3, б). Внедренные атомы также искажают кристаллическую решетку и создают внутренние напряжения. При внедрении в междоузлия решетки атомов других элементов эти напряжения оказываются тем больше, чем значительнее разница между размерами атомов внедрения и данного металла. [c.10]

Ознакомившись с вакансиями, внедренными атомами и дислокациями, очень важно для понимания прочности металлов уяснить, что все эти дефекты привносят в зерна металла, в их кристаллическую решетку искажения и внутренние напряжения. [c.10]

РАЗМЕЩЕНИЕ И ПОДВИЖНОСТЬ ВНЕДРЕННЫХ АТОМОВ В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ [c.1]

Твердые растворы внедрения. Атомы раст1воренного вещества С располагаются между атомами А, как это схематически показано на рис. 81,s. [c.100]

Последующее поведение локального объема и процесс образования несплош-ности в этом объеме можно рассматривать как взаимосвязанную цепь элементарных процессов разрыва связей. Так, например, пересечение дислокаций, которое становится возможным при достижении некоторой пороговой плотности дислокаций, приводит к следующим связанным процессам образование порогов на дислокациях —> движение дислокаций с порогами —> порождение точечных дефектов -> объемная самодиффузия диффузия моновакансий и внедренных атомов. Таким образом, процесс необратимого разрыва межатомных связей можно рассматривать как цепную реакцию, состоящую из взаимосвязанных элементарных процессов, а следовательно удовлетворяющую функции самоподобия [c.196]

Движения дислокации, при которых нарушается условие (14.9.1), называются неконсервативными. Эти движения принципиально возможны вследствие того, что в кристаллической решетке имеются дефекты — вакансии и внедренные атомы, которые перемещаются в результате неравномерного распределения между атомами энергии их тепловых колебаний. Можно представить себе, что дефект, находящийся вблизи дислокации, движется, это движение посит диффузионный характер, т. е. описывается математически с помощью уравнения диффузии, и дислокация следует за ним, выходя из своей плоскости скольжения. Подобные диффузионные движения дислокаций возможны, главным образом, при высоких тб мпературах, за их счет относят некоторые механизмы ползучести. [c.472]

В первом случае атом ве-Вакансия щества внедряется в меж-У У, доузлие и искажает кристаллическую решетку в некоторой окрестности внедренного атома. Во втором случае один из атомов вещества удален из кристаллической решетки, что тоже приводит к ее искажению. Так как атомы в кристаллических решетках не неподвижны, а постоянно совершают колебательное движение около некоторого равновесного состояния, то в этом движении они обладают некоторой энергией движения и импульсом. Распределение этих энергий и импульсов между атомами кристалла носит статистический (вероятностный) характер, поэтому на некоторые атомы приходится их достаточно большой уровень, который обеспечивает отрыв атома и образование вакансии. Это, в свою очередь, приводит к появлению в другом месте атома внедрения. В любом кристалле такого рода точечные дефекты постоянно зарождаются и исчезают в силу теплового движения (флуктуации) концентрация их определяется формулой Больцмана [c.132]

В твердых растворах внедрения атомы растворимого элемента распределяются в кристаллической решетке металла-растворителя, занимая места между его атомами. Разместиться в таких пустотах могут только атомы с очень малыми размерами. Наименьшие размеры атомов имеют некоторые металлоиды и водород, азот, углерод, бор, которые и образулот с металлами твердые растворы внедрения. [c.31]

Другим источником напряжений третьего рода, охватывающих области меньшего, чем у дислокаций, порядка, являются внедренные атомы. В зависимости от характера взаимодействия внедренных атомов с атомами матрицы возможны как растяжения, так и сжатия решетки (рис. 2.1). Поля напряжений распространяются по всем направлениям примерно на одинаковые расстояния, в то время как вокруг дислокаций силовое поле имеет относительно значительную напряженность, по крайней мере в одном направлении. Установлено, что в закаленной стали возникают заметные искажения решетки и значительные напряжения третьего рода. Смещение атомов железа из узлов реп1етки составило 0,007 нм при содержании углерода 0,35% и 0,009 нм при 0,41% углерода. [c.43]

Проводниковые материалы представляют собой металлы и сплавы. Металлы имеют кристаллическое строение. Однако основное свойство кристаллического тела — анизотропность — не наблюдается у металлов. В период охлаждения металла одновременно зарождается большое количество элементарных кристаллов, образуются кристаллиты (зерна), которые в своем росте вступают в соприкосновение друг с другом и приобретают неправильные очертания. Кристаллиты приближаются по своим свойствам к изотропным телам. Высокая тепло-и электропроводность металлов объясняется большой концентрацией свободных электронов, не принадлежащих отдельным атомам. При отсутствии электрического поля равновероятны все направления теплового движения электронов в металле. Под воздействием электрического поля в движении электронов появляется преимущественное направление. При этом, однако, составляющая скорости электрона вдоль этого направления в среднем невелика, благодаря рассеянию на узлах решетки, Рассеяние электронов возрастает при уведичении степени искажения решетки. Даже незначительное содержание примесей, таких как марганец, кремний, вызывает сильное снижение проводимости меди. Другой причиной снижения проводимости металла или сплава может явиться наклеп— т. е. волочение, штамповка и т. п. Твердотянутая проволока имеет более низкую проводимость, чем мягкая, отожженная. При отжиге происходит рекристаллизация металла, сопровождающаяся повышением проводимости. Ее величина приближается к первоначальной благодаря восстановлению правильной формы кристаллической решетки. Во многих случаях желательно получение проводникового материала с низкой проводимостью такими свойствами обладают сплавы — твердые растворы двух типов. Твердыми растворами замещения называют такие, в которых атомы одного из компонентов сплава замещают в кристаллической решетке второго компонента часть его атомов. В твердых растворах внедрения атомы одного из компонентов сплава размещаются в пространстве между атомами второго, расположенными в узлах кристаллической решетки. Если атомы первого и второго компонентов сплава близки по размерам и строению электронных оболочек [c.272]

Рассматриваются происходящие иа междоузлиях фазовые превращения типа переходов порядок — беспорядок, процессы распада, диффузия, внедренных атомов, а таклсе кинетика процессов их порераспредедеппя в случаях нарушепня равновесия. [c.2]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...