Внедренные атомы по междоузлиям

Равновесное распределение внедренных атомов по междоузлиям разного типа при абсолютной температуре Т [c.136]

Из (7,7) и, в частности, из (7,9) видно, что при Т=0 все внедренные атомы должны собираться в междоузлиях с наиболее глубоким минимумом потенциальной энергии (с наименьшим щ), а междоузлия прочих типов оказываются полностью незанятыми. При Т- оо система стремится к равномерному распределению внедренных атомов по междоузлиям независимо от их типа. Действительно, замечая, что [c.138]

Распределение внедренных атомов по междоузлиям бинарного упорядоченного сплава [c.139]

Формулы (8,12) дают зависимость равновесных концентраций С1 и С2 от степени дальнего порядка т]. Для неупорядоченного сплава, когда ц = 0, междоузлия Ох и О2 в среднем оказываются энергетически эквивалентными и из (8,10) получаем нг= пг- При этом из (8,12) видно, что С1 = С2 = 7г, т. е. имеем в среднем равномерное распределение внедренных атомов по междоузлиям. В сплаве же стехиометрического состава (сд = д = 7з) в состоянии с наибольшим порядком т] = 1 концентрации С1 и С2 наиболее сильно отличаются одна от другой. [c.142]

При изучении сплавов внедрения с любой степенью заполнения междоузлий важно знать, как распределены внедренные атомы по междоузлиям разного типа и с какой скоростью изменяется их распределение после нарушения равновесия, например, после закалки. Эти вопросы были теоретически рассмотрены выше для случая внедрения в решетку металла и упорядочивающегося сплава в предположении, что концентрация внедренных атомов достаточно мала, чтобы можно было пренебрегать случаями замещения ими соседних междоузлий. Однако существует большое количество фаз внедрения, в которых концентрация внедренных атомов не мала, и это предположение уже несправедливо. [c.338]

Распределение внедренных атомов по октаэдрическим и тетраэдрическим междоузлиям ГЦК решетки металла будет определяться такими же формулами. Действительно, сохраняя такие же обозначения междоузлий и учитывая, что в ГЦК решетке на N узлов приходится N октаэдрических и 2N тетраэдрических междоузлий, получаем 311 = Э 2 = 27У, 31=. ЗЛ , Лр—7з, 2 = 3, [c.139]

Использование разложений входящих в теорию упорядочения величин по волновым векторам оказалось полезным также при исследовании деформационного взаимодействия внедренных атомов. Как уже отмечалось, это взаимодействие может приводить к процессам перераспределения внедренных атомов по подрешеткам междоузлий, т. е. к процессам их упорядочения. В частности, в железо-углеродистом мартенсите такие процессы могут обусловить изменение тетрагональности кристаллической решетки мартенсита [27]. [c.185]

Сравнение с (23,14) дает выражение для коэффициента диффузии внедренных атомов по октаэдрическим междоузлиям ГЦК решетки металла [c.243]

При переходе к случаю диффузии в сплавах с разными атомами на узлах появляется принципиальное отличие от случая диффузии внедренных атомов по однотипным междоузлиям металла. Действительно, как уже подчеркивалось выше, в случае металла (где все узлы заняты одинаковыми атомами) внедренный атом во всех однотипных междоузлиях имеет одинаковую потенциальную энергию Uo и во всех перевальных точках (типа точек Р па рис. 59) его потенциальная энергия Up тоже одинакова. Следовательно, при всех диффузионных переходах преодолевается одинаковая высота потенциального барьера Аи = Up—Uo. Поэтому процесс диффузии характеризуется одной энергетической константой — энергией . активации Q = Аи, коэффициент диффузии D имеет вид (23,25) и его температурная зависимость изображается прямой Аррениуса — линейной зависимостью 1н D от i/T. [c.274]

Кроме внутреннего испарения возможно частичное или полное испарение атомов с поверхности кристалла, сопровождаемое образованием вакансии в поверхностном слое кристалла (рис. 1.7,6 ). При замещении вакансии внутренним атомом она втягивается внутрь кристалла и диффундирует но его объему. Этим вакансиям уже нельзя сопоставить дислоцированные атомы, так как их образование не сопровождается одновременным внедрением атомов в междоузлия. Такие вакансии называют дефектами по Шоттки [73, 279. [c.26]

В твёрдом теле могут действовать неск. механизмов Д. обмен местами атомов с вакансиями (незанятыми узлами крист, решётки), перемещение атомов по междоузлиям, одноврем. циклич. перемещение неск. атомов, прямой обмен местами двух соседних атомов и т. д. Первый механизм преобладает, напр., при образовании ТВ. растворов замещения, второй — ТВ. растворов внедрения. [c.175]

Миграция примесей внедрения проходит более интенсивно, так как при перемещении из одного междоузлия в другое не требуется существенной деформации решетки. Коэффициент компактности о. ц. к. решетки ниже, чем г. п. у. и г. ц. к., а октаэдрические и тетраэдрические пустоты мало различаются по размерам вписываемых в них сфер. Диффузия примесей внедрения здесь идет быстрее, чем в г. ц. к. решетке, в которой октаэдрическая пустота отделена от тетраэдрической плотной упаковкой атомов. Однако и для о. ц. к., и для г. ц. к. металлов диффузия атомов по вакансиям намного медленнее диффузии по междоузлиям. [c.30]

Один из механизмов пластической деформации при наличии диффузии связан с направленным перемещением атомов внедрения в поле приложенных напряжений. В напряженной кристаллической решетке атомы внедрения располагаются в междоузлиях неупорядоченно. Например, атомы углерода, входящие в твердый раствор а-железа, располагаются в центре граней или в середине ребра куба (90, б). До приложения нагрузки все ребра и грани куба равноценны. При наличии упругих напряжений а эта равномерность нарушается (рис. 90. а) и растворенные атомы скапливаются преимущественно на растянутых ребрах. Создается различие в растворяющей способности решетки по разным направлениям. [c.154]

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]

Равновесное распределение внедренных атомов в металлах по междоузлиям при любых степенях их заполнения [c.144]

Книга в значительно М количестве содержит материал, впервые (или очень редко) излагаемый в монографической литературе. К нему в основном относится ряд вопросов теории распределения внедренных атомов по междоузлиям решетки, в частности, при больших концентрациях этих атомов (например, изотопическое упорядочение), теория диффузии при больших степенях заполнения междоузлий внедренными атомами, а также в случае ее протекания до менедоузлиям разного типа, в которых внедренные атомы имеют различную энергию взаимодействия с окружающими их атомами металла на узлах. Сюда же относится и вся последняя глава о кинетике процессов перерасцределепия атомов внедрения по междоузлиям разного типа. [c.8]

Рассмотрим кристаллическую решетку, в которой в общем случае имеется несколько типов междоузлий с разной глубиной минимума потенциальной энергии внедренного атома. Ограничимся случаем, когда число внедренных атомов много меньше числа междоузлий каждого типа и, следовательно, могут реализоваться только малые степени заполнения междоузлий. Наддем равновесное распределение внедренных атомов по междоузлиям разного типа, пользуясь атомной конфигурационной моделью, причем не будем учитывать взаимодействия меноду этими атомами ). [c.136]

В работах [4,5] было рассмотрено влияние примеси внедренных атомов некоторого сорта С на упорядочение и спонтанную намагниченность упорядочивающихся ферро- и антиферромагнитных сплавов А — В как с ОЦК, так и с ГЦК решеткой ). При этом предполагалось, что атомы С могут находиться как в октаэдрических, так и в тетраэдрических междоузлиях. Распределение внедренных атомов по междоузлиям разного типа в упорядоченном состоянии, аналогично (18,14), зависит от степени дальнего порядка ц. В состоянии со спиновым упорядочением (в ферро-или антиферромагнитном состоянии сплава) степень атомного дальнего порядка р, устанавливающаяся при данной температуре, будет зависеть от спонтанной намагниченности ферромагнетика или подрешеток аптпферромагнетика. Поэтому в таких сплавах намагниченность будет оказывать влияние и на распределение внедренных атомов по междоузлиям разного типа. [c.209]

Здесь аир — известные коэффициенты, учитывающие геометрические особенности протекания диффузии в кристаллической решетке данного типа (для ОЦК решетки а=1/24, р = 4, а для ГЦК решетки а=1/12, р=12), V — частота колебаний внедренного атома в междоузлии. Формула (23,31) действительно имеет вид (23,29), причем О"= = apv. Сделав некоторые упрощающие иредполонсения, Верт и Зинер нашли приближенные выражения для V, 615 и бЯ II показали, что их теория находится в согласии с экспериментальными данными для диффузии внедренных атомов по междоузлиям. [c.246]

Итак, развитая микротеория диффузии внедренных атомов по междоузлиям кристаллической решетки металла при любых степенях заполнения мезкдоузлий этими атомами приводит к заключению, что коэффициент само-диффузин В с увеличением степени заполнения междоузлий стремится к нулю при приближении к полному их заполнению, тогда как коэффициент химической диффузии В — к отличной от нуля конечной величине, а в отсутствие взаимодействия внедренных атомов вообще не зависит от степени заполнения междоузлий, [c.272]

Рассмотрим процессы перераспределения внедренных атомов по междоузлиям двух типов М1 и кристалла при любой степени заполнения междоузлий внедренными атомами и определим скорость протекания таких процессов [9]. Расчет проведем в рамках упрощающих предположений, принятых в этой главе. В частности, будем принимать во внимание только переходы виедренных ато- [c.338]

В упорядоченных сплавах междоузлия, даже геометрически однотипные (например, октаэдрические), могут быть неэквивалентными из-за различного среднего окружения их узлами разных типов. Это может привести к тому, что внедренные атомы в таких междоузлиях будут иметь различную среднюю энергию взаимодействия с атомами металлов, замещающих узлы решетки, и вызвать в среднем неравномерное распределение внедренных атомов по таким менедоузлиям ). [c.136]

Нахйдем распределение внедренных атомов по октаэдрическим и тетраэдрическим междоузлиям ОЦК решетки металла. Называя октаэдрические междоузлия междоузлиями первого и тетраэдрические — второго типа и учитывая, что в ОЦК решетке, содержащей N узлов, имеется октаэдрических и 6Л тетраэдрических междоузлий, получаем 911 = % = 6Л , 31 = 9Л , / = /з, 2 = [c.139]

Для сплавов же внедрения основным механизмом диффузионного перемещения внедренных атомов является последовательный переход из одного междоузлия в соседнее. Однако возможны и другие механизмы. Так, в фазах внедрения с почти полным заполнением междоузлий внедренными атомами по существу реализуется тоже вакап-сионный механизм с той разницей, что вакантные междо- [c.238]

Вопрос о соотношении В ш В был рассмотрен [25] также в рамках общей феноменологической теории, в которой движущей силой диффузии считается градиент химического потенциала (см.- 23). В, такой макроскопической теории не конкретизируется структура решетки, а также тин междоузлий, и результат может быть получен в общем виде для любых структур. При этом, однако, не удается получить явных выражений для коэффициентов В и В, а лишь соотношение между ними. В простейшем предельном случае, когда взаимодействие между атомами С мало и им можно пренебречь, по степень заполнения междоузлий р может быть любой, в такой теории были получены формулы для химических потенциалов меченых атомов С и их градиентов в случаях самодиффузии и химической диффузии. Для этого использовались общие формулы типа (23,34), определяющие плотности диффузионных потоков. Сравнение этих плотностей потоков в случаях самодиффузии и химической диффузии привело к установлению соотношения типа Даркена (ем. (23,41)) между В и /), имеющего вид (26,8). Таким образом, это соотношение оказывается справедливым не только в случае диффузии невзаимодействующих внедренных атомов по октаэдрическим междоузлиям ОЦК решетки, но и для общего случая любых структур решетки чистого (на узлах) металла и любых типов междоузлий. [c.273]

Приведем теперь некоторые результаты, полученные в более общей теории диффузии внедренных атомов по октаэдрическим междоузлиям сплавов типа FeaAl [6, 7], Учтем возможность появления в таком сплаве трех типов узлов, на которых происходит упорядочение [8]. Это позволяет в единой схеме рассмотреть как переход при температуре Го1 из вполне неупорядоченного состояния в состояние со сверхструктурой типа FeAl (или Р-латуни), так и переход при более низкой температуре Гог к сверхструктуре типа FeaAl. [c.301]

В сплавах впедрсппя при пямепеппп температуры могут происходить процессы перераспределения впедрен-пых атомов по междоузлиям разного типа, обусловленные стремлением системы перейти в новое состояние равновесия. Для ряда практических задач важно знать скорость протекания таких процессов. Это оказывается существенным во всех случаях термообработки сплавов внедрения, когда необходимо определить время, требуемое для создания нужного характера размещения внедренных атомов. [c.321]

В этой главе будут рассмотрены вопросы кнпетикп процессов перераспределения атомов по междоузлиям, связанные с определением зависимости концентраций внедренных атомов в междоузлиях разных типов от времени при различных температурах металла. В случаях, когда внедренные атомы размещаются но междоузлиям решетки сплава замещения, эти концентрации зависят еще от состава и параметров порядка па узлах. [c.321]

Помимо внутреннего испарения, возможно полное или частичное испарение атомов с поверхности кристалла. При полном испарении атом покидает поверхность кристалла и переходит в пар, при частичном испарении он с поверхности переходит в положение над поверхностью (рис. 1.16, б). В обоих случаях в поверхностном слое кристалла образуется вакансия. Путем замещения глубже лежащим атомом вакансия втягивается внутрь кристалла. Такое образование вакансий не сопровождается од1ЮвремеииыМ внедрением атомов в междоузлия, т. е. появлением дислоцированных ато- юв. Такого рода вакансии называют дефекталщ по Шоттки. Их -источником могут быть и всевозможные несовершенства кристалла недостроенные атомные плоскости, Гранины блоков и зерен, микроскопические трещины и др. [c.23]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...