Равновесная концентрация вакансий

Равновесную концентрацию вакансий будем определять из условия минимума свободной энергии системы. Приращение свободной энергии системы, вызванное образованием вакансии, [c.469]

Так как iV>n, выражение для равновесной концентрации вакансий можно записать в виде [c.470]

Равновесная концентрация вакансий в металлах при нагреве до температуры плавления близка к 10 . [c.473]

В сварном соединении равновесная концентрация вакансий резко снижается при удалении точки от зоны сплавления. Это приводит к снижению интенсивности выделения вакансий в процессе сварки и после нее. [c.473]

При быстром охлаждении при закалке или в процессе сварки в металле также фиксируется неравновесная концентрация вакансий. Равновесная концентрация вакансий С р зависит от рода металла и увеличивается с температурой. При охлаждении С р уменьшается в результате аннигиляции вакансий на стоках, которыми служат внешние поверхности, границы зерен (субзерен) и дислокации. При ускоренном охлаждении С р не успевает установиться, поэтому в металле фиксируется часть числа вакансий, соответствующего более высоким температурам. На рис. 13.16 приведены расчетные значения неравновесной концентрации вакансий С в железе для условий ускоренного охлаждения при сварке (считается, что стоками служат только дислокации). [c.510]

Расчеты для меди дают следующие значения равновесной концентрации вакансий [c.29]

Если зависимость E f от Р известна, оыа может быть учтена в формуле (2,14). Согласно (2,14) равновесная концентрация вакансий с экспоненциально убывает с ростом давления. [c.74]

С выполнением кинетического и термодинамического условий развития радиационной пористости связано наличие нижнего (Т ) и верхнего (Ть) температурных пределов порообразования поры зарождаются и растут в интервале температур, в котором как меж-узельные атомы, так и вакансии достаточно подвижны и термически равновесная концентрация вакансий относительно низкая. Оба параметра (Т и Т ) входят в функцию F(t]), характеризующую зависимость распухания от температуры облучения (см. уравнение (5.8)) [301 [c.126]

Недостатками этой канонической трактовки равновесной концентрации вакансий, на наш взгляд, являются следующие положения [c.102]

Если равновесная концентрация вакансий не зависит от температуры, то чем же тогда вызвано изменение свойств металлов, в том числе чистых, после закалки, ТМО или других операций, что обычно связывают с фиксацией при комнатной температуре избыточной [c.107]

В гл. IV дан полный вывод формулы для равновесной концентрации вакансий. Здесь приведен окончательный результат [c.45]

Закалочные методы. Физическая идея закалочных методов [24] состоит в том, что при быстром охлаждении металлов можно зафиксировать в решетке высокотемпературную равновесную концентрацию вакансий. Избыточные вакансии вызывают изменение некоторых физических свойств закаленных металлов. Эти изменения обычно пропорциональны концентрации вакансий, а скорость восстановления свойств в процессе отжига избыточных вакансий характеризует подвижность вакансий. [c.55]

В большинстве работ, посвященных исследованию вакансий в металлах, используется метод измерения электросопротивления металлических проволок, закаленных с высоких температур. Избыточные вакансии в решетке закаленного металла приводят к появлению добавочного электросопротивления (AR ), пропорционального равновесной концентрации вакансий при температуре закалки (Г) [c.55]

Равновесные методы. Равновесные методы заключаются в измерении температурной зависимости какого-либо физического свойства металла, находящегося в тепловом равновесии в области высоких температур, и определении равновесного вклада вакансий в значение физического свойства. Как отмечалось выше, равновесная концентрация вакансий экспоненциально растет с температурой, что при достаточно высоких температурах может привести к заметному изменению некоторых физических свойств. [c.57]

Температурную зависимость физического свойства совершенной решетки (без вакансий) обычно получают экстраполяцией значений физических величин из области низких и средних температур, при которых концентрация вакансий еще пренебрежимо мала, в область высоких температур. По величине отклонения равновесных высокотемпературных значений физических свойств от значений, получаемых экстраполяцией от низких и средних температур, можно оценить термически равновесные концентрации вакансий и определить энергию их образования. [c.57]

ОМ-М Измерено удельное электросопротивление 1% (ат.) вакансий Др/п-10 , у j золота [433] 1,7 [26] 0,30 для платины [28] 1,5. Измерена равновесная концентрация вакансий около температуры плавления [п % (ат.)] для золота [433] 0,07 [26] 0,21 [25] 0,04 [27] 0,02 для платины "[гв] 0,26 для железа [36] 0,05. —равновесный вклад вакансий в удельное сопротивление около температуры пл плавления. [c.58]

Следует подчеркнуть, что равновесные методы позволяют оценивать равновесную концентрацию вакансий и соответственно определять энергию их образования, но не дают никаких сведений о подвижности и об энергии активации движения вакансий. [c.60]

В работе [21] релаксационные свойства вакансий исследовали в условиях небольших отклонений от равновесия (в [21] концентрация вакансий в алюминии отличалась от равновесного значения на несколько процентов), в дальнейшем это отклонение было доведено до 40%. Новым в этой методике было измерение теплоемкости при различных длительностях нагрева (At), т. е. при пропускании импульса тока различной продолжительности. В случае продолжительного нагрева (А Td) в кристалле успевает установиться равновесная концентрация вакансий пр и теплоемкость равна сумме теплоемкостей решетки и вакансий. При кратковременном нагреве (Д <С t ) вакансии не успевают [c.62]

Наблюдаемый при измерении сдвига меток поток вещества не может быть обеспечен равновесной концентрацией вакансий. Избыточные вакансии образуются на дислокациях на той стороне пары, где находится компонент с большей подвижностью, и стекают на стороне, где компонент диффундирует медленнее (поскольку поток вакансий направлен навстречу потоку вещества). [c.114]

Справедливость представлений о роли вакансий при старении подтверждается также анализом значений энергии активации процесса. Если учесть равновесную концентрацию вакансий, отвечающую не температуре старения Тс, а температуре закалки Гз, то получатся разумные величины, позволяющие объяснить наблюдаемую скорость старения. Характерно, что значения энергии активации старения в некоторых сплавах (например, А1 — Ag) и энергии активации отжига закалочных вакансий в алюминии совпадают 0,8 10- дж ( 0,5 эв). [c.231]

После закалки чистых металлов (алюминия, меди) с пред-плавильных температур отмечался более значительный эффект упрочнения по сравнению с медленным охлаждением (рис. 128). Меняется как диаграмма деформации — раньше достигается и становится шире область легкого скольжения, так и ее картина — резче выражены полосы скольжения, а поперечное скольжение лучше развито [14]. В механизме упрочнения вакансиями большую роль играет возникновение из них сложных образований. При достаточной (выше равновесной) концентрации вакансий они собираются в диски, которые, захлопываясь, образуют Г/сп пн/п дислокационную петлю с дефек- 00 том упаковки, или тетраэдры де- qq фектов упаковки. [c.295]

Здесь X — расстояние между дислокациями t — время процесса D = = b i exp (- U/RT) - коэффициент диффузии вакансий Ь - вектор Бюргерса v - частотный фактор ( 10 с" ) U - энергия активации диффузионного перемещения вакансий G - модуль сдвига Со = = ехр (— — равновесная концентрация вакансий —энергия [c.97]

Вакансии и межузельные атомы появляются в кристаллах при любой температуре выше абсолютного нуля из-за тепловых колебаний атомов. Каждой температуре соответствует равновесная концентрация вакансий, а также межузельных атомов. Например, в меди при 20-25°С содержится 10 % (ат.) вакансий, а вблизи точки плавления — уже 0,01 % (ат.) (одна вакансия приходится на 10 атомов). [c.32]

Преимущественное растворение электрохимически отрицательного компонента А приводит к возникновению сверх-равновесных концентраций вакансий в кристаллической решетке поверхностных слоев сплава. При разрушении сплавов, богатых компонентом А, поверхностный слой имеет особенно высокую концентрацию вакансий. Остающимся атомам компонента В приходится в этом случае диффундировать по поверхности сплава или в его поверхностных слоях на значительные расстояния, чтобы заполнить образовавшиеся вакансии. [c.133]

НОВ высшего порядка. На практике квадратичная зависимость удельного сопротивления от температуры хорошо согласуется с экспериментальными наблюдениями до температур порядка 900 К- При более высоких температурах в уравнение должен быть добавлен еще один член, учитывающий влияние вакансий решетки. Равновесная концентрация вакансий в металле приводит к увеличению удельного сопротивления Ар, описываемому уравнением вида Ap — expi — EflkT], (5.5) [c.195]

Сравнительно большая скорость диффузии при естественном старении объясняется пересыщением твердого раствора вакансиями. Равновесная концентрация вакансий при температуре закалки на много порядков выше, чем при комнатной температуре. В процессе закалки вакансии не успевают уйти в стоки (границы зерен, дислок п1нп и др,) и облегчают миграцию легирующих элемемтов, [c.324]

Дислокации могут возникать в полностью затвердевшем металле в непосредственной близости от фронта кристаллизации и вдали от него. Считается, что основным здесь является вакансион-ный механизм образования дислокаций. Равновесная концентрация вакансий с иониженигм температуры от точки кристаллизации резко уменьшается. При ускоренном охлаждении создается сильное пересыщение кристалла вакансиями. Избыточные вакансии конденсируются в диски, параллельные плоскости плотнейшей упаковки. Толщина диска может быть в один, два или три слоя вакансий. Когда диаметр вакансионного диска превышает некоторую критическую величину, то под действием сил межатомного притяжения его стороны сближаются и диск сплющивается. Это явление называется захлопыванием диска вакансий. [c.104]

Экспериментальные исследования и теоретические оценки входящей в (2,5) энергии обраэоваиия вакансии (см. 4) показывают, что равновесная концентрация вакансий с в металлах вблизи температуры плавления обычно достигает величины 10 —10 и быстро убывает с понижением температуры. [c.40]

Определение равновесной концентрации вакансий может быть проведено и в случае бинарного неупорядоченного сплава замещения металлов А и В. Воспользуемся в простейших предположениях моделью парного взаимодействия атомов в ирнближепип ближайших соседей, пренебрегая корреляцией в сплаве и эффектом обогащения атомами какого-либо сорта соседних с вакаисиямн коордпиацпонных сфер. Не будем рассматривать и влияние давления па концентрацию вакансий. Пусть в сплаве на А узлах находится Ад атомов А, Ав атомов В п Пв вакансий (А — Ад-)-Ав-Ь п ). Вероятности замещения узлов атомами А, В и вакансией, равные соответствующим относительным концентрациям, определяются формулами [c.74]

Отсутствие отождествления частиц и узлов реюётки означает также, что в К. к. снимается требование равенства в осн. состоянии числа частид и узлов решётки, т. е. в К. к. могут существовать нулевые вакансии. Равновесная концентрация вакансий в К. к. при К может оказаться отличной ох О (в обычных [c.331]

L Концентрация вакансий. В литературе обсуждаются вопросы равновесной концентрации вакансий. Терминологически задача сформулирована не совсем удачно, поскольку в реальном металле всегда присутствуют дефекты кристаллического строения, создающие поля внутренних напряжений. Такое состояние системы можно считать стационарным (по Пригожину), но никак не равновесным. В окружающем мире найти равновесную систему практически невозможно, поскольку все реальные системы структурированы, а это может считаться признаком их неравновесности. [c.101]

Задача о равновесной концентрации вакансий обычно рассматривается следующим образом. Считается, что термодинамическому равновесию системы при постоянном давлении р = onst и для любой температуры Т отвечает минимум энергии Гельмгольца AF=AU-TAS, где AU - изменение внутренней энергии, AS энтро- [c.101]

Обычно считают, что главную роль в установлении равновесной концентрации вакансий играют дислокации [19, 20]. Обоснованием такого утверждения служат экспериментальные результаты по отжигу избыточных вакансий после закалки [18], а так-же теоретические оценки Ломер [18]. Сравнивая работу упругого изгиба дислокации с изменением свободной энергии из-за пересыщения решетки вакансиями, Ломер показала, что дислокации должны работать как стоки вакансий уже при малых пересыщениях ( 1%). Однако недавно было показано [21], что в алюминии при предплавильных температурах при отсутствии пластической деформации дислокации не работают даже при пересыщениях 15—20%, а основными источниками и стоками вакансий являются межзеренные границы и свободная поверхность. [c.47]

Релаксационные импульсные и модуляционные методы [43—45, 21]. В импульсных и модуляционных методах процесс установления равновесной концентрации вакансий изучается в области предплавильных температур в условиях небольших отклонений от равновесия, возникающих при импульсном или периодическом нагреве на несколько градусов. Отсутствие большого пересыщения (или недосыщения) решетки вакансиями позволяет избавиться от многих осложнений закалочных методов. Вместе с тем возможность изучения кинетики установления равновесной концентрации вакансий существенно расширяет рамки обычных равновесных методов. Появляется возможность экспериментально определять вклад вакансий в значения физического свойства (без экстраполяции данных из [c.60]

Взаимодействие вакансий и примесных атомов определяет также различные диффузионные процессы, вознйкающие в металлах при наложении температурного поля. Наличие градиента температуры в однородной системе приводит к появлению градиента концентрации — так называемая термодиффузия, или эффект Соре. В 1953 г. Шокли предсказал, что этот эффект должен привести к появлению потока вакансий и, следовательно, к массопереносу через решетку, даже если в каждой точке кристалла, помещенного в температурное поле, установится равновесная концентрация вакансий. [c.67]

Таким образом, согласно атомному механизму Бардина - Херринга, эффект Киркендалла — это стремление системы установить равновесную концентрацию вакансий, отклонение от которой возникает из-за различия собственных коэффициентов диффузии компонентов. Эффект Киркендалла является экспериментальным подтверждением вакансионного механизма диффузии. Поток атомов цинка в сторону меди идет быстрее, чем меди в сторону латуни, и компенсируется потоками вакансий в сторону латуни. Вакансии увлекают с собой инертные метки. Эти метки непроницаемы для вакансионного потока, так как энергии образования и движения [c.153]

Согласно другой гипотезе [42] процесс электрохимической инжекции начинается сразу же после контакта электрода с раствором и происходит вследствие того, что металл, вышедший из объема кристалла наружу (см. рис. 1.10,6), понижает свою энергию за счет см.ачивания. Это приводит к снижению работы образования пары вакансия — атом на поверхности , т. е. к возрастанию равновесной концентрации вакансий в. кристалле. [c.37]

Рассмотрим еще один механизм зарождения и размножения дислокаций, который, как показали наши исследования, является одним из наиболее характерных на начальной стадии деформации. При тЦ ательном анализе кинетики начальной стадии формирования приповерхностного градиента плотности дислокаций было обнаружено, что на самом деле работают в основном не чисто поверхностные источники (ступени, микронеровности и т.п.), а источники подповерхностного типа, т.е. полосы скольжения идут не от поверхности непосредственно (хотя наблюдаются и такие), а зарождаются на некотором расстоянии от нее (см. рис. 13,а). Как будет показано ниже в п. 7.3, такими источниками дислокаций могут служить скопления точечных дефектов в виде кластеров или петель (в общем случае как вакансион-ного, так и межузельного типа), которые образуются при деформационном пересыщении (см. формулы 7.5—7.9). Например, в условиях одноосного сжатия [129] равновесная концентрация вакансий на поверхностях, к которым приложено нормально сжимающее напряжение, снижается до значения [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...