Точечных дефектов взаимодействие

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ. Упругие поля напряжений вокруг дислокации и точечного дефекта взаимодействуют. Энергия взаимодействия краевой дислокации с примесным атомом [см. формулы (48)] тем больше, чем больше фактор размерного несоответствия е. [c.90]

Точечных дефектов взаимодействие 112 [c.365]

Такая формулировка связана со следующими обстоятельствами. Известные дислокационные модели зарождения микротрещин [4, 25, 170, 247] показывают, что они возникают при некотором критическом значении локальных напряжений в голове дислокационного скопления. Это соответствует критическому значению эффективного напряжения = Эффективное напряжение здесь определяется равенством a ff = ai — оо, в котором величина Оо есть так называемое напряжение трения, являющееся суммой напряжений Пайерлса—Набарро и сопротивления скольжению, обусловленного взаимодействием дислокаций с примесными атомами, точечными дефектами и исходными дислокациями [170]. Иными словами, оо есть напряжение, соответствующее началу пластического течения в зерне. С другой стороны, как известно, при температуре нулевой пластичности Т = = Tq условие наступления пластического течения (2.3) есть одновременно и условие разрушения сг/ = От(7 о) [170, 222]. Очевидно, что в данном случае выполнено условие зарождения микротрещины, и, следовательно, справедливо равенство [c.67]

Существенная перестройка исходной микроструктуры в результате облучения является, между прочим, результатом взаимодействия точечных дефектов с дислокациями, что влияет на эффект РУ стали, особенно в холоднодеформированном состоянии. [c.101]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ [c.108]

Во всех реальных кристаллах одновременно содержатся и дислокации и точечные дефекты. Между ними всегда есть некоторое взаимодействие. Дело в том, что даже вокруг простейших дефектов — вакансии и междоузельного атома — существуют поля упругих напряжений. Ясно, что междоузельный атом является сильным центром отталкивания и вызывает в решетке напряжение сжатия. Вакансия обычно, наоборот, стремится стянуть решетку вокруг себя и, следовательно, является относительно сильным центром растяжения. Области сжатия и растяжения, как мы видели, существуют и вокруг краевых дислокаций. Поэтому между дислокациями, имеющими краевую компоненту, и точечными дефектами возникает упругое взаимодействие. Междоузельные атомы и вакансии притягиваются к дислокации. В области растяже- ния возникает повышенная концентрация междоузельных атомов и пониженная концентрация вакансий, а в области сжатия —наоборот (рис. 3.26). [c.108]

Точечные дефекты и примесные атомы взаимодействуют также и с винтовыми дислокациями. В большинстве реальных кристаллов в силу анизотропии искажения, создаваемые дефектами, являются несимметричными. Это и приводит к взаимодействию их со скалывающими напрял ениями вокруг винтовой дислокации. Таким образом, разница между винтовой и краевой дислокациями в этом от-нощении не так велика, как может показаться сначала. [c.109]

Чрезвычайно важным результатом взаимодействия физических точечных дефектов (т. е, вакансий и междоузельных атомов) с дислокациями является их аннигиляция на дислокации. Механизм такого явления можно понять из рис. 3.27, где изображена краевая дислокация, переходящая из одной плоскости скольжения в другую, расположенную выше на одно межатомное расстояние. Такой переход называют ступенькой. Если к точке А подходит вакансия, то ступенька смещается в положение В, а сама вакансия [c.110]

Кроме рассмотренного выше упругого взаимодействия в большинстве твердых тел имеется электрическое взаимодействие между дислокациями и точечными дефектами. Оно наиболее ярко проявляется в ионных кристаллах. [c.110]

Замещение — точечное нарушение регулярной структуры кристалла, когда атом вещества кристалла оказывается замещенным атомом другого вещества (рис. 7.12). Нарушение регулярности строения кристаллической решетки точечными дефектами может распространяться на несколько элементарных ячеек кристалла, т. е. на этом расстоянии силовые поля взаимодействия между атомами искажены. [c.132]

Другой сопровождающий выбивание эффект состоит в том, что-смещающийся атом перед остановкой (когда сечение взаимодействия-с другими атомами резко возрастает) может передать свою энергию сразу большому числу атомов, В результате большое количество атомов покидает свои места в решетке. Это явление называется пиком смещения. Возникновение пика смещения с последующей его-релаксацией приводит к сильному перемешиванию атомов. В ре-зультате уничтожаются многие точечные дефекты, но возникают более сложные дефекты, например, дислокационные петли. [c.653]

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]

Силы, действующие между дислокациями и растворенными атомами (точечными дефектами), обладают сферической симметрией. Энергия взаимодействия краевой дислокации с растворенным атомом [c.59]

ДВИЖЕНИЕ и ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДИСЛОКАЦИЙ С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ [c.84]

Винтовая дислокация в отличие от краевой не создает зон гидростатического растяжения и сжатия, а поэтому не способна притягивать точечные дефекты. Однако если внедренный атом искажает кристаллическую решетку неодинаково в различных направлениях, то искажения и упругое поле напряжений кристаллической решетки не будут обладать чисто сферической симметрией. Такое поле напряжений точечного дефекта уже может взаимодействовать с касательными напряжениями поля напряжений вокруг винтовой дислокации. Например, атомы углерода в а-железе находятся в октаэдрических пустотах, занимая положение посередине ребер или в центре граней. Атом внедрения в центре грани (ПО) находится на расстоянии 0,5а от двух соседей в направлении [010] и на расстоянии а/ от четырех соседей в других направлениях. Внедренные в центре грани (010) атомы углерода удлиняют элементарную ячейку в направлении [010]. Когда внедренный атом, размещаясь в октаэдрической пустоте о. ц. к. решетки, находится в центре грани 100 или посередине ребра <100>, он тетрагонально искажает элементарную ячейку, удлиняя ее в направлении <100>. Такое тетрагональное искажение обусловливает взаимодействие примеси внедрения в о. ц. к. решетке с полем касательных напряжений винтовой дислокации. Результат взаимодействия — уменьшение касательных напряжений и притяжение атомов внедрения к винтовой дислокации. [c.92]

Стадия С. Здесь происходит снижение коэффициента упрочнения, которое, как и для стадии А, можно объяснить осаждением точечных дефектов на дислокациях. Плотность дислокаций здесь становится настолько большой, что точечные дефекты вступают во взаимодействие с дислокациями прежде, чем успевают коагулировать. На стадии С число случаев размытия следов скольжения, наблюдаемое по фотографиям линий скольжения, увеличивается. Это свидетельствует о переходе дислокаций на новые плоскости скольжения путем взаимодействия с точечными дефектами. Эксперименты показывают, что вклад Ts в деформирующее напряжение на стадии С больше, чем на стадиях А п В. Возможно, что вклад в [c.209]

Взаимодействие дислокаций с точечными дефектами. Упрочнение твердого раствора под влиянием атомных (точечных) дефектов может быть качественно различным. Атомные дефекты можно подразделить на слабо взаимодействующие с дислокациями и сильно [c.221]

В атомной модели кристалла энергии образования и миграции точечного дефекта можно связать с энергиями межатомного взаимодействия различных пар атомов. Если [c.97]

По такого типа формулам можно провести численные оценки энергии образования точечных дефектов с применением как аппроксимации энергий взаимодействия атомов конкретными потенциалами, так и метода разложения смещений в ряды Фурье, а также с использованием найденных величин атомных смещений (см. 3). Эти оценки показали [60, 63], что энергия релаксации рел в случае вакансии составляет небольшую часть от энергии образования (порядка нескольких процентов). Лишь в случае внедренного атома матрицы она мон ет достигать величины 60% от Е , При этом главная часть рел обусловлена смещениями лишь ближайших к дефекту атомных слоев. Большие значения рел для вакансии были найдены в [56]. [c.100]

Взаимодействие точечных дефектов и образование их комплексов. Моделирование комплексов на ЭВМ [c.113]

Определим теперь энергию взаимодействия дефекта с некоторым, не связанным с ним, полем напряжений (например, созданным другим дефектом). Пусть в однородном неограниченном упругом теле имеется точечный дефект и некоторое внешнее по отношению к нему поле напряжений. Обозначим через (S h и ейг компоненты тензоров напряжений и деформации, связанных с рассматриваемым дефектом, а через ст й и —компоненты этих [c.114]

Таким образом, энергия взаимодействия точечного дефекта с внешними упругими полями равна произведению создаваемого ими гидростатического давления Р° в точке, где находится дефект, на вызванное дефектом изменение объема среды 6F. [c.116]

Пусть внешнее поле = U действующее на первый дефект, находящийся в точке Tj и вызывающий изменение объема среды 6F , создано вторым точечным дефектом, находящимся в точке Гг и вызывающим объемное изменение 6F Тогда из (5,10) видно, что энергия их взаимодействия пропорциональна дилатации, вызванной [c.116]

Теория деформационного взаимодействия точечных дефектов может быть уточнена, если в пей учесть дискретную атомную структуру кристалла. Детальное последовательное изложение этих вопросов моншо найти в монографии [13],. [c.120]

Следует отметить, что результаты (особенно количественные), полученные п при моделировании комплексов точечных дефектов, таюке оказываются чувствительными к выбору потенциала мен атомного взаимодействия [106, 107] ). [c.130]

Полученные результаты объясняются на основе представлений о возникновении регулярных диссипативных структур (РД< ) дефектов в Процессе образования остаточного нарушенного слоя При множественном локальном микроразрушении поверхности кристалла. РДС формируется из метастобильных комплексов неравновесных точечных дефектов, взаимодействующих через упругие и электрические поля и профиль распределения которых промодулирован дислокационным каркасом в области вдавливания абразивных гастиц. Переход кристалла после обработки в новое квазиравновесное состояние сопровождается распадом РДС, при котором возможны локальные фазовые переходы, проявляющиеся как отрицательная мнкрог10лзу4есть кремния. Обсуждаются аспекты практического использования обнаруженного явления для оптимизации механической обработки монокристаллов. [c.91]

Точечные дефекты могут взаимодействовать друг с другом. Если объединяются вакансия и атом внедрения, то происходит аннигиляция обоих дефектов, и атом, бывший ранее междоузель-ным, занимает нормальное положение в решетке. Две вакансии могут объединяться в наиболее простой комплекс дефектов — [c.468]

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]

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]

Внедренные атомы являются точечными дефектами кристаллической решетки металла, вызывающими ее деформацию. Такая деформация, в частности, может иметь характер тетрагональных искажений, существенных для понимания свойств мартенситных фаз. Поля деформаций вызывают появление сил деформационного взаимодействия между внедренными атомами, важного для понимания ряда яв.лепий, происходящих в сплавах внедрения. В главе I, имеющей вводный характер, даетСуЧ обзор теорий точечных дефеютов кристаллической решетки металлов и сплавов, который мон ет иметь и самостоятельный интерес для специалистов, работающих в области физики неидеальных кристаллов. Точечные дефекты рассматриваются в рамках различных моделей (изотропный и анизотропный континуум, атомная модель, учет электронной подсистемы), причем эти модели применяются для определения смещений и объемных изменени1Г в кристалле, вызванных появлением дефекта, энергии дефекта, а также взаимодействия между точечными дефектами, приводящего к образованию их комплексов. [c.7]

Дефекты решетки, взаимодействуя мен<ду собой, часто объединяются, образуя различного дппа комплексы. В частности, точечные дефекты могут образовывать разнообразные комплексы, содержащие как одинаковые, так и разные дефекты. Комплексы точечных дефектов будут рассмотрены в 5. Отметим здесь лишь, что внедренный атом металла матрицы не обязательно занимает центр междоузлия. Более вероятной является так называемая гантельная или расщепленная конфигурация, возникающая, когда внедренный атом смещает один из соседних атомов металла с его узла и образует с ним симметричную пару или гантель (см. 5, рис. 27). В случаях, для которых были проведены вычисления, оказалось, что такая конфигурация более стабильна (хотя и не намного), чем один атом, занимающий центр менедоузлия. [c.31]

Рассмотрим случай, когда сл1ещенпя атомов матрицы вызваны точечным дефектом, представляющим собою примесный атом в междоузлии. Тогда нужно, например, в модели парного взаимодействия учесть еще энергию взаимодействия Ндр дефекта П с казкдым з-м атомом А матрицы. Пусть положение дефекта определяется вектором Гц [c.44]

Приведем некоторые результаты, полученные такими методами для отдельных точечных дефектов. В случае вакансии машинные расчеты подтвердили основные полученные в рамках атомной модели и изложенные выше выводы. Так, например, в [70] для ОЦК решетки с потенциалом межатомного взаимодействия, моделирующим а- келезо, было найдено, что ближайшие к вакансии соседи релакснруют по направлению к ней на расстояние, составляющее около 6% от равновесного расстояния мен ду близкайшими атомами. Атомы те второй координационной сферы имеют небольшие смещения в обратном направлении. Для вакансии в ГЦК решетке меди в [55] были получены аналогичные результаты. Величина смещений атомов оказалась существенно зависящей от выбора потенциала, причем смещения ближайших соседей к вакансии в зависимости от этого выбора изменялись в пределах от 1,5 до 3,2% от равновесного расстояния между ближайшими атомами. Следующие соседи, как и в ОЦК решетке, релаксировали слегка парузку. Анизотропия поля смещений найдена и для более удаленных атомов. [c.90]

Выше были рассмотрены случаи, когда в идеальном кристалле находится только один точечный дефект (или несколько невзаимодействующих дефектов). Перейдем теперь к рассмотрению взаимодействия точечных дефектов. Следует отметить, что дефекты могут быть двух типов 1) дефекты, которые взаимодействуют и не находясь в кристалле (атомы примеси замещения и внедрения), и 2) дефекты, для которых вне метал.лической матрицы вообще но имеет смысла говорить о взаимодействии (вакансии, пары из вакансии и атома примеси). Металлическая матрица вызывает существенное изменение взаимодействия в первом случае и полностью определяет его во втором. В частности, деформация решетки, вызванная дефектами, ггриводит, как уже отмечалось во введении, к их деформационному взаимодействию, обладающему весьма универсальным характером. [c.113]

Рассмотрим сначала вопрос о взаимодействии точечных дефектов в рамках модели упругого континуума. Опреде.лим понятие силы, действующей на дефект. Пусть упругое твердое тело содержит некоторые дефекты и в общем случае подвержено воздействию внешних сил, действующих на его поверхность. Рассмотрим какой-нибудь из дефектов. Его располодгение в теле однозначно зададим рядом параметров дг, д2, дз, (обобщенных координат). Пусть дефект бесконечно мало сместился. При этом изменится упругая энергия ноля упругих паиря-ягений в теле. С изменением упругих деформаций изменится форма поверхности тела, что приведет таклю к изменению потенциальной энергии внешних тел, взаимодействующих с данным телом. Следовательно, как , так и Е2 зависят от координат д[, д ,. .. Поэтому от них будет зависеть и суммарная энергия Е рассматриваемой системы [c.113]

В ограниченных телах, где возникают связанные с силами изобрангения поля смегцений, для которых дилатация вне дефекта отлична от нуля, выран ения типа в (5,13) не исчезают и ф- 0. Таким образом, в модели изотропного упругого континуума точечные дефекты могут взаимодействовать только через упругие поля сил изобра кения. Как ул е было отмечено в 3, эти ПО.ЛЯ зависят от формы поверхности тела, а также расположения дефекта в нем и в обгцем случае определены быть не могут. [c.117]

Взаимодействие мелгду точечными дефектами может приводить в случае сил притянгспня к объедикеншо дефектов в различные комплексы. Эти комплексы могут быть охарактеризованы энергией связи, т. е. энергией, необходимой для удаления образующих комплекс дефектов на бесконечно большое расстояние. [c.121]

В 5 были рассмотрены различного типа взаимодействия между точечными дефектами в кристаллической решетке. Было выяснено, что внедренные атомы могут взаимодействовать силами, имсдощимп разую природу. Среди этиз. сил есть силы, связанные с прямым взаимодействием зарядов внедренных ионов (экранированных электронами проводимости) и с деформационным взаимодействием, осуществляемым через поля упругих деформаций решетки. [c.162]

Наиболее универсальным, а при определенных условиях и единственным видом взаимодействия дислокаций, имеющем место при любых температурах и деформациях металлов и сплавов, является дальнодей-ствующее взаимодействие дислокаций [233]. Наличие полей внутренних напряжений дислокационных ансамблей оказывает значительное влияние на движение дислокаций, точечных дефектов и в целом на эволюцию дислокационной структуры в процессе пластической деформации. [c.99]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...