Дефекты, плотность распределения

Несомненно, что формирование поверхностного слоя с заранее заданными свойствами экономически более целесообразно, чем модифицирование всего объема материала. Управляя глубиной поверхностного переходного слоя А путем создания определенной иерархии в структуре дефектов, можно задавать энергетический уровень материала в целом, менять плотность распределения энергетических уровней и обеспечивать комплекс необходимых для эксплуатации материала механических свойств. [c.125]

С атомными дефектами структуры могут сочетаться дефекты в распределении заряда. Роль подобных дефектов особенно существенна в диэлектриках и полупроводниках, поскольку в этих материалах в большой мере возможно появление флуктуаций электронной плотности [48]. [c.229]

Поверхности, свободной от дефектов, свойственна определенная плотность распределения рассеяния, причем вид этого распределения примерно одинаков для всех точек поверхности. Дефекты поверхности изменяют вид распределения рассеяния излучения. Причем можно выделить два вида дефектов рассеивающие излучение я поглощающие его. [c.89]

Таким образом, задачу определения различных видов дефектов можно свести к определению соответствующих изменений плотности распределения пучка рассеянного излучения путем так называемой пространственной фильтрации. Рассеянное излучение пропускается через фильтр с различной по сечению пропускающей способностью. Он задерживает или ослабляет большую часть лучистого потока, отраженного от нормальной поверхности, а лучи, отраженные от поверхности дефектов, пропускает на приемник излучения. Фильтр может также использоваться для определения вида дефектов, так как позволяет подавлять лучи, отраженные от дефектов, дающих одну плотность распределения рассеянного излучения, и усиливать лучи, идущие от дефектов, дающих другую плотность распределения. Можно также подавлять лучи от дефектов, поглощающих излучение, и усиливать лучи от дефектов, рассеивающих излучение, или наоборот. [c.90]

До настоящего времени механизм и кинетика роста зародышей оксида на поверхности металла относительно мало изучены. Первоначальными причинами образования зародышей считаются дислокации, примеси и другие поверхностные дефекты. Часто такое расположение зародышей оксида объясняется адсорбцией кислорода на поверхности как фактора, лимитирующего скорость окисления. Адсорбированный кислород, диффундируя на поверхность к растущим зародышам оксида, снижает одновременно концентрацию кислорода в зоне вокруг каждого зародыша и тем самым препятствует возникновению новых. Размеры таких зон и плотность распределения зародышей зависят от запаса адсорбированного кислорода и скорости поверхностной миграции. [c.47]

При обсуждении статистики экстремальных значений и определении поведения прототипа по данным для модели мы предполагали, что распределение плотности не зависит от размера тела, т. е. для одних и тех же объемов материала, взятых из прототипа и модели, плотность распределения дефектов будет одинаковой. Для реальных материалов это ни в коем случае не должно предполагаться. Процесс изготовления больших деталей часто существенно отличается от процесса для малых деталей, что приводит к различной микроструктуре и разному распределению дефектов. Эту возможность нужно всегда иметь в виду и следовало бы проводить некоторые эксперименты на модельных образцах, взятых непосредственно из исходных конструкций, чтобы сравнить с данными для обычных модельных образцов. [c.173]

Упрощенное выражение для прочности слоистого композита (соотношение (46)) пригодно для исследования влияния разброса характеристик элементов на прочность слоистого композита. Рассмотрим идеальный непрерывный процесс производства упрочняющих элементов, например стеклянных лент или волокон, при котором продукция имеет очень высокую прочность и малый разброс. Оставаясь в рамках нашего предыдущего обсуждения, мы представим разброс по прочности плотностью распределения дефектов [c.196]

Для волокон величину w можно взять равной nd. Если через Оо обозначить максимальную прочность элементов очень малой длины с плотностью распределения дефектов ( о), то удобнее выразить константу С в уравнении (49) через i o), ти Оо при помощи [c.197]

Для изоляционного покрытия с крупными порами согласно разделу 5.2, принимаются дефекты о плотностью распределения N и одинаковыми радиусами г. В таком случае из формул (3.56) и (5.14а и б) [c.129]

Даже при допущении одинаковых значений радиусов степень повреждения 0 не может быть оценена по величине V, поскольку плотность распределения дефектов N неизвестна. Лишь для очень грубого сопоставления снижение V может соответствовать увеличению 9. [c.130]

Плотность распределения для этого типа дефектов имеет следующий вид [c.186]

Если размер I начального наиболее опасного дефекта известен лишь с некоторой вероятностью для каждого из рассматриваемых сечений, то о проявлении масштабного эффекта можно судить, сравнивая плотности распределения числа хрупкости X рассматриваемых сечений. [c.501]

К весьма опасным дефектам следует отнести и флокены - особые нарушения сплошности, имеющие вид серебристых по цвету пятен на поверхности излома или тонких волосных трещин на протравленном шлифе (темплете). Наличие в изделии флокенов резко снижает вязкость и пластичность стали. В ряде случаев именно повышенная плотность распределения флокенов является причиной аварий машин, деталей и конструкций. [c.218]

Проведем интерпретацию полученных данных. Учитывая гетерогенный характер системы, образуемой смесью а- и р-фаз, можно полагать, что процесс дегазации определяется не диффузией водорода, а движением межфазной границы в потенциальном рельефе, формируемом дефекта ми. В предыдущем пункте было показано, что такой процесс определяет инкубационный период, который задается вероятностью флуктуационного преодоления барьера, разделяющего термодинамические состояния фаз. Исследуем теперь влияние дефектной структуры, возникающей при прямом а — Р я обратном р а превращениях, на эволюцию /3-фазы. При однородном распределении дефектов плотностью та процесс дегазации описывается дебаевской зависимостью [c.168]

Рис. 59. Плотность распределения дефектов Р (в) по азимуту 8 в сварных швах перлитных сталей толщиной 20—60 мм

При встряхивании часто получается серьезный дефект в распределении плотности набивки по поверхности формы, прилегающей к модели на вертикальных или круто наклоненных поверхностях формы около углов с резкими горизонтальными кромками получается местная рыхлота или слабина набивки, ведущая к раздутию отливок в этих местах. [c.119]

Пусть Пу — концентрация дефектов решетки, обусловливающих электронную электропроводность (например, анионных вакансий или /-центров). Тогда удельная электропроводность у = у (Пу) и так как скорость движения электронов значительно больше скорости смещения дефектов, то распределение поля по толщине слоя /г в каждый момент времени / должно устанавливаться в соответствии с величиной удельной электропроводности отдельных участков, а плотность тока будет постоянной по слою [c.143]

Таким образом, задачу определения различных видов дефектов можно свести к определению соответствующих изменений плотности распределения пучка рассеянного излучения путем так называемой пространственной фильтрации. Рассеянное излучение пропускается через фильтр с различной по сечению пропускающей способностью. Он задерживает или ослабляет большую часть лучистого потока, отраженного от нормальной поверхности, а лучи, отраженные от поверхности дефектов, пропускает на приемник излучения. Фильтр может также использоваться для определения вида дефектов, так как [c.506]

Если известно, какие дефекты могут появиться на определенной поверхности и каковы изменения плотности распределения, вызываемые обычной шероховатостью поверхности, можно спроектировать систему, чувствительную к изменениям плотности пучка рассеянного излучения, связанным с дефектами, и нечувствительную к изменениям, обусловленным обычными нарушениями структуры поверхности. [c.506]

Пусть, например, в кристалле, помимо полностью ионизированных доноров и акцепторов, имеются непрерывно распределенные по энергии уровни дефектов, плотность которых УУ, (в расчете на единицу объема и интервал энергии кТ ) постоянна. В этом случае р(г) 2 9 [/)(г) -/)о] - - "о] - Л, К . При малых изгибах зон У << 1 это выражение можно упростить р(. ) = + N,). [c.21]

Рис. 31. Интегральная плотность распределения вероятностей существования дефектов с размерами а, с) > (а с ) (5—толщина стенки)

Приведенные данные показывают, что электрические и оптические свойства аморфных полупроводников похожи на свойства кристаллических полупроводников, но не тождественны им. Это сходство, как показал специальный анализ, обусловлено тем, что энергетический спектр электронов и плотность состояний для ковалентных веществ, которым относятся полупроводники, определяются в значительной мере ближним порядком в расположении атомов, поскольку ковалентные связи короткодействующие. Поэтому кривые N (е) для кристаллических и аморфных веществ во многом схожи, хотя и не идентичны. Для обоих типов веществ обнаружены энергетические зоны валентная, запрещенная и проводимости. Близкими оказались и общие формы распределения состояний в валентных зонах и зонах проводимости. В то же время структура состояний в запрещенной зоне в некристаллических полупроводниках оказалась отличной от кристаллических. Вместо четко очерченной запрещенной зоны идеальных кристаллических полупроводников запрещенная зона аморфных полупроводников содержит обусловленные топологическим беспорядком локализованные состояния, формирующие хвосты плотности состояний выше и ниже обычных зон. Широко использующиеся модели кривых показаны на рис. 12.7 [68]. На рисунке 12.7, а показана кривая по модели (Мотта и Дэвиса, согласно которой хвосты локализованных состояний распространяются в запрещенную зону на несколько десятых эВ. Поэтому в этой модели кроме краев зон проводимости (бс) и валентной (ev) вводятся границы областей локализованных состояний (соответственно гл и ев). Помимо этого авторы модели предположили, что вблизи середины запрещенной зоны за счет дефектов в случайной сетке связей (вакансии, незанятые связи и т. п.) возникает дополнительная зона энергетических уровней. Расщепление этой зоны на донорную и акцепторную части (см. рис. 12.7, б) приводит к закреплению уровня Ферми (здесь донорная часть обусловлена лишними незанятыми связями, акцепторная — недостающими по аналогии с кристаллическими полупроводниками). Наконец, в последнее время было показано, что за счет некоторых дефектов могут существовать и отщепленные от зон локализованные состояния (см. рис. 12.7, в). Приведенный вид кривой Л (е) позволяет объяснить многие физические свойства. Так, например, в низкотемпературном пределе проводимость должна отсутствовать. При очень низких температурах проводимость может осуществляться туннелированием (с термической активацией) между состояниями на уровне Ферми, и проводимость будет описываться формулой (12.4). При более высоких температурах носители заряда будут возбуждаться в локализованные состояния в хвостах. При этом перенос заряда [c.285]

При сопоставлении результатов, полученных разными методами, необходимо учитывать, как влияют дефекты того или иного типа на данное свойство. Например, на величину электросопротивления сильнее влияет концентрация точечных дефектов, на м еханические свойства и форму рентгеновских линий — плотность и характер распределения дислокаций, на предел текучести и внутреннее трение — характер закрепления дислокаций точечными дефектами, на плотность — концентрация вакансий и т.д. [c.301]

Распределения плотности состояний в пленках аморфного кремния, не содержащих (а-51) и содержащих (а-5 Н) водород, показаны на рис. 5, в. Сравнивая этот рисунок с рис. 4, г, можно увидеть, что даже в аморфном кремнии, содержащем водород, хвосты валентной зоны, зоны проводимости, а также зона разрешенных состояний в середине запрещенной зоны перекрывают друг друга, образуя непрерывное по энергии распределение локализованных состояний в запрещенной зоне. Однако плотность этих состояний во много раз меньше плотности локализованных состояний аморфного кремния, не содержащего водород. В аморфном кремнии, содержащем водород, плотность состояний примесных (донорных или акцепторных) уровней в запреш,енной зоне выше, чем обусловленных дефектами. В этом случае электрофизические свойства пленок аморфного кремния определяются видом и количеством введенной примеси. [c.14]

Во многих хрупких материалах, таких, как металлокерамики, имеется определенная пористость, которая формирует объемное распределение дефектов. Разумно предположить, что распределение размеров пор аналогично распределению размеров зерен, для которых может быть принят нормальный закон. Таким образом, если средний размер зерен есть а и стандартное отклонение а,, то плотность дефектов п (а) на единицу объема, имеющих размеры от а до а - - йа, дается формулой [c.171]

Описание структурной модели. Результаты представленных в 2.1 экспериментальных исследований, а также приведенные в п. 2.2.1 представления о неравновесных границах зерен являются базисом для разработки структурной модели наноструктурных материалов, полученных ИПД [12, 150, 207]. Предметом этой модели является описание дефектной структуры (типов дефектов, их плотности, распределения) атомно-кристаллического строения наноструктурных материалов, а задачей — объяснение необычных структурных особенностей, наблюдаемых экспериментально высоких внутренних напряжений, искажений и дилатаций кристаллической решетки, разупорядочения наноструктурных интерме-таллидов, образования пересыщенных твердых растворов в сплавах, большой запасенной энергии и других. На этой основе становится возможным объяснение, а также предсказание уникальных свойств наноструктурных материалов (гл. 4 и 5). Вместе с тем, как было показано выше, типичные наноструктуры в сплавах, подвергнутых ИПД, весьма сложны. Более простым является пример чистых металлов, где основным элементом наноструктуры выступают неравновесные границы зерен. Структурная модель металлов, подвергнутых ИПД, может быть представлена следующим образом. [c.99]

Предельные значения структурной энтропии А5стр и внутренних напряжений Согласно выражению = 8т + +А5стр, отсутствие структуры, созданной дефектами кристаллического строения, соответствует плотности распределения вероятностей /(а ), представленной на рис. 1.2,а, т- е. равномерному распределению, при котором А 5 стр 0 и При этом система стремится к [c.53]

Отметим, что присутствие в металле напряжений от границ зерен или фаз достаточно очевидно, однако на этот факт практически не обращали внимания. Констатация данного факта пригодится нам в дальнейшем, поскольку поможет разобраться в механизмах взаимодействия дефектов между собой и с полями внешних напряжений. При отсутствии большого числа дислокаций, основная генерация которых происходит во время пластической деформации, поля напряжений от границ - основные составляющие плотности распределения Да ). Они определяют значение структурной энтропии А5стр и являются тем каркасом, который задает форму металла. Как мы отмечали, при условии Д стр- О, а - О металл теряет свою первоначальную форму. [c.72]

СТИ охлаждения) 3 10 см . Размеры. 4-микродефектов могут дости-ть нескольких микрометров. Объемная плотность распределения обра-ющихся 5-дефектов обычно существенно выше и они имеют меньшие 1змеры. [c.53]

Так, анализ частотного распределения дефектов по сечению шва позволяет выделить зоны, которые нуждаются в наиболее тщательном контроле, сделать рекомендации, если это надо, по изменению конструкции с целью, повышения ее дефекто-скопичности. Приведенный на рис. 59 график плотности распределения Р (0) дефектов по азимуту 0° обусловливает необходимость сканирования под различными углами (не менее 15° в каждую сторону) к продольной оси шва [64]. Склонность сварного шва к трещинообразованию предопределяет необходимость контроля на выявление поперечных трещин. Такой подход— от изучения характеристик реальных дефектов к разработке методики контроля — является единственно правильным, обеспечивающим высокую достоверность ега результатов. [c.102]

При переходе непосредственно от однородного распределения свойств в объемной части кристаллического тела (D =3) наблюдается массовый выход дислокаций и формируется первая подповерхностная зона I с повышекной плотностью данных линейных дефектов (рис. 6.16). В этой зоне осуществляется самоорганизация дислокационных скоплений в замкнутые ячеистые, спиральиыс или другие структуры. Сжимающие напряжения в ней обеспечивают сохранение форл ы и свойств граничащей с ней объемной фазы, которая простирается вглубь объекта. В частности, увеличение плотности дислокаций способствует упрочнению материала, что используется в некоторых технологических методах поверхностной обработки сталей. [c.300]

Метод ямок травления используют для оценки плотности ДИ слокаций (по числу ямок травления, приходящихся на единицу площади шлифа) и особенностей распределения дислокаций. Дефекты недислокационного происхождения могут дать свои ямки травле ния и исказить представление об истинной дислокационной струк- [c.101]

При низкотемпературной пластической деформации, когда полигонизационные процессы затруднены, пространство между возникшими на ранних стадиях пластической деформации сплетениями быстро заполняется дислокациями, причем с понижением температуры однородность такого распределения нарастает. Дальнейшая пластическая деформация сопровождается исключительно высокой концентрацией точечных дефектов благодаря пересечению движущихся дислокаций с дислокациями леса высокой плотности (Л/д= 10 —10 м ) и образованию значительного количества порогов, порождающих при дальнейшем перемещении дислокаций вакансии и межузельные атомы. После низкотемпературной деформации всего лишь на 10% концентрация точечных дефектов возрастает до 10 —10 ° см т. е. nlN= = (10 —10 " ). Таким образом, достигается концентрация, равная концентрации вакансий Ю"" при температуре плавления. Рост концентрации точечных дефектов и особенно вакансий приводит к увеличению объема при пластической деформации на величину до 0,25%. Процессу образования разориентированной ячеистой структуры в области низких температур (0,2—0,3) Гпл способствует хаотическое распределение дислокаций высокой плотности, приводящее к возникновению точечных дефектов. Увеличение точечных дефектов способствует переползанию краевых дислокаций и, следовательно, как и при полигонизации с развитым неконсервативным движением дислокаций, возможно образование разориентированной ячеистой структуры. При этом пластическая деформация при низкой температуре сопровождается уменьшением размеров ячейки в направлении деформирующего усилия и ее увеличением в направлении вытяжки при прокатке, прессовании, волочении. В связи с этим возникает слоистая ячеистая структура. Особенностью дислокационного строения такой структуры является то, что плотность дислокаций внутри таких ячеек сущ ественно не изменяется, т. е. дислокации, вызывающие изменение формы слоистой ячейки, выходят на ее поверхность или поверхность зерна. [c.254]

Рис. 5. Фрагменты структур аморфного кремния с точечными дефектами (а), гидрогенизированного аморфного кремни [ (б) и распределение плотности состояний в них по энергиям (в)

В основе термодинамического подхода к изнашиванию и разрушению твердых тел лежит энергетическая аналогия механического (при деформации) и термодинамического (при плавлении и сублимации) разрушения тел. Энергия, затраченная на деформирование и разрушение твердого тела, сопоставляется с одной из термодинамических характеристик материала (теплотой сублимации, энтальпией в твердом и жидком состоянии, скрытой теплотой плавления). Тело рассматривается как сплошная однородная изотропная среда со статистически равномерно распределенными структурными элементами. Пластическое деформирование рассматривается как совокупность большого числа микроскопических актов атомно-молекулярных перефуппировок, связанных с генерированием источников деформации (дислокаций). Разрушение материала происходит тогда, когда плотность дефектов и повреждений [c.112]

Как известно [75, 76], пластическая деформация материалов приводит к значительному увеличению плотности таких дефектов, как дислокации (или их скопления), дефекты упаковки, вакансии (или нх комплексы), междоузельные атомы и т.д. Поля искажений этих дефектов кристаллического строения вызывают смещения атомов из узлов, что приводит к упругим микродеформациям. Если размер блоков достаточно мал (-10" см), это приводит к заметному расширению дифракционных пиков на дифрактограммс. Наличие в поликристал-лическом образце микроискажений (т.е. присутствие кристаллов с вариацией периода решетки) также приводит к расширению пиков на дифрактограмме. В настояи ,ее время развит1)1 три метода (аппроксимации или интегральной ширины, гармонический анализ формы рентгеновских линий, метод моментов), основанные на анализе формы дифракционных линий, с помощью которых могут быть найдены размеры блоков и величина микродеформаций в случае их раздельного и совместного присутствия в исследуемом образце. Зачастую имеется однозначная связь между величиной микродеформаций и плотностью хаотически распределенных дислокаций. [c.160]

Известно, что прочностные свойства металлов зависят не только от параметров структур .1, но также от характера и взаимодействия дефектов различного рода, в первую очередь дислокаций. В основу рентгеновского анализа дислокационной структуры было положено описание дискретно блочного строения и деформаций кристаллической решетки в микрообъемах в дислокационных терминах как неоднородное распределение плотности дислокаций. Следовательно, блоки мозаики можно представить в виде периодической сетки дислокаций со средней длиной волны D. Такое представление имеет физические обоснование, поскол1)Ку границы блоков мозаики содержат дефектные участки недостроенных и деформированных кристаллитов. При оценке плотности дислокаций внутри блоков микродеформации е можно связывать с полем напряжений, создаваемых наличием рассматриваемой неоднородности. Таким образом, определенные при анализе профиля рентгеновских линий параметры О и е позволяют в некотором приближении оценить характер распределения и плотность дислокаций. [c.173]

Существо метода ПРВТ сводится к реконструкции пространственного рас пределения линейного коэффициента ослабления (ЛКО) рентгеновского излучения по объему контролируемого объекта в результате вычислительной обработки теневых проекций, полученных при рентгеновском просвечивании объекта в различных направлениях. Обнаружение и детальное изучение дефектов в объеме контролируемого изделия осуществляет оператор путем визуального анализа изображений отдельных плоских сечений (томограмм ) реконструированной пространственной структуры ЛКО. Таким образом удается детально контролировать геометрическую структуру и характер объемного распределения плотности и элементного состава материалов без разрушения сложного изделия. [c.399]

Вопрос о смещениях атомов вокруг точечного дефекта рассматривался выше без учета электронной структуры металла. Учет электронной подсистемы кристалла приводит при исследовании этого вопроса к некоторым новым результатам. Для выяснения лишь их общей качественной стороны ограничимся простейшей моделью газа свободных электронов проводимости. Появление точечного дефекта сопроволедается изменением распределения зарядов в металле. В случае вакансии удаление положительного иона вызывает появление на его месте эффективного отрицательного заряда, отталкивающего электроны проводимости. При добавлении примесного атома его валентные электроны могут перейти в электронный газ и в результате появится соответствующий заряд в месте расположения иона примеси. Этот заряд, как и в случае вакансии, экранируется электронами проводимости. Таким образом, появление дефекта сопровонсдается измененпем пространственного распределения плотности электронов, соответствующим изменению их волновых функций. [c.86]

К снижению прочности волокон могут привести и поверхностные дефекты, возникающие при изготовлении композита или при предшествующих манипуляциях с волокнами. В обоих случаях прочность волокон зависит от того, насколько грубы дефекты (в соот ветствии с теорией Гриффитса или каким-либо из ее вариантов), а также от плотности дефектов и характера их распределения. Тщательность манипулирования со стекловолокнами и волокнами окислов, позволяющая избежать появления дефектов такого-типа, уже стала общепринятым требованием. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...