Точечные дефекты комплексы

В реальных кристаллах всегда имеются примеси чужеродных атомов. При наличии точечных дефектов (вакансий и междоузельных атомов) возможно образование комплексов дефект — примесь. Естественно, что образование таких комплексов определяется как концентрацией примеси, так и концентрацией дефектов. В условиях термического равновесия концентрацию таких комплексов можно определить таким же методом, каким мы пользовались при рас- [c.92]

Экспериментальное исследование кинетики и температурной зависимости физических характеристик, обусловливаемых дефектами (например, электросопротивления, постоянной решетки, теплосодержания и т. д.), и теоретический анализ полученных данных показали, что основными типами точечных дефектов являются вакансии, межузельные атомы и состоящие из них комплексы. Энергия образования вакансии, определяемая работой по переносу атома из узла решетки на поверхность кристалла, составляет величину порядка 1 эВ (для благородных металлов, например), а межузельного атома — несколько эВ (для Си — 3,4 эВ). Поэтому появление и вакансий и межузельных атомов приводит к повышению термодинамической устойчивости системы, если концентрация и энергия образования дефектов отвечают соотношению (10.17). При этом очевидно, что концентрация одиночных вакансий должна быть заметно выше концентрации межузельных атомов. [c.232]

Своеобразие точечных дефектов в ионных кристаллах состоит в возможном захвате вакансиями (или иными дефектами) электронов, результатом чего является заметное изменение электронной структуры, появление дополнительных локальных энергетических уровней, изменяющих условия поглощения электромагнитного излучения. Это приводит к окрашиванию прозрачных ионных кристаллов. Весьма распространенным типом дефектов подобного типа являются F-центры окраски, наблюдающиеся в щелочно-галоидных кристаллах и представляющих собой образование, состоящее из электрона и удерживающей его анионной вакансии. Помимо F-центров окраски в ионных кристаллах появляются и олее сложные образования, например комплексы дырка—вакансия, комбинации f-центров и т. д. [c.235]

Первые три стадии возврата, несомненно, связаны с движением и уменьшением концентрации точечных дефектов. Но более точно и однозначно связать каждую стадию с точечными дефектами определенного типа (вакансии, межузельные атомы, дивакансии, комплексы [c.302]

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

Приведем некоторые результаты теоретических расчетов комплексов точечных дефектов, выполненных методами машинного моделирования. [c.123]

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]

Температура—один из основных факторов, влияющих на степень радиационных нарушений в материалах. Бомбардировка нейтронами приводит к образованию точечных дефектов, дальнейшая судьба которых определяется температурными условиями. Миграция дефектов к местам стоков, аннигиляция парных дефектов Френкеля, образование комплексов и другие диффузионные (процессы связаны с температурой. Число смещенных атомов в момент взаимодействия излучения с веществом при низкой и высокой температуре одинаково однако, так как подвижность дефектов при высокой температуре больше, они скорее аннигилируют. Это приводит к уменьшению концентрации дефектов, а следовательно, к меньшему изменению свойств при облучении. [c.91]

Механизм образования радиационных дефектов и изменение физических свойств материалов под действием реакторного облучения как в ТЯР, так и в реакторах деления состоит в том, что рожденные в реакторе частицы (нейтроны, электроны, 7-кванты, а-частицы и т. д.) создают в облучаемом материале при упругих столкновениях с его атомами ПВА, которые, в свою очередь, создают каскад смещенных атомов и вакансий. В материале возникает ль-шое число точечных дефектов с неоднородной пространственной плотностью. Далее эти дефекты под действием температуры, механических напряжений и облучения испытывают сравнительно медленную эволюцию, образуя комплексы точечных дефектов, выделяясь на внедрениях и неоднородностях, создавая дислокационные петли и поры. Эта эволюция и ее результат — изменение физических свойств материала — рассмотрены в следующих главах. [c.46]

Таким образом, в облученном кристалле движущимся дислокациям необходимо преодолевать кроме обычного рельефа Пайерлса и сил взаимодействия с другими несовершенствами исходной структуры еще целый спектр барьеров радиационного происхождения изолированные точечные дефекты и их скопления, кластеры и дислокационные петли вакансионного и межузельного типов, поры, выделения, возникающие в результате ядерных превращений. В табл. 6 приведена примерная классификация барьеров по степени взаимодействия с дислокациями. Видно, что скопления вакансий и атомы растворенного вещества с симметричными полями напряжений ведут себя, как сравнительно слабые барьеры для движения дислокаций. Дефекты с тетрагональными полями (атомы внедрения в ОЦК-ме-таллах, малые призматические петли, комплексы кластер — атом примеси) являются промежуточными барьерами по сопротивлению [c.62]

Наличие в кристаллах дефектов и полей напряжений вокруг них создает сложный потенциальный рельеф для движущихся дислокаций. Кроме силы сопротивления со стороны кристаллической решетки (силы Пайерлса) дислокации при своем движении должны преодолеть барьеры, связанные с точечными дефектами и их комплексами, частицами внедрения, другими дислокациями, элементарными возмущениями решетки. В различных случаях подвижность дислокации лимитируется тем физическим механизмом, который обеспечивает в этих условиях наибольшую скорость диссипации их энергии. [c.78]

Дальнодействующим силам торможения соответствуют напряжения с такой относительно большой длиной волны что тепловые колебания линий дислокаций не могут заметно облегчить их преодоление. Обусловленная силами дальнего порядка компонента напряжения течения (т ) считается зависящей от температуры только через температурную зависимость модуля сдвига и поэтому является атермической. Силы дальнего действия создаются дислокациями и их скоплениями в параллельных плоскостях скольжения, границами раздела, большими комплексами точечных дефектов, частицами выделений и т. д. [c.79]

Близкодействующие силы простираются на малые расстояния и могут преодолеваться при низком уровне внешнего напряжения с помощью термических или квантовых флуктуаций. С ними связана термическая часть напряжения течения (х ). К этим силам относятся силы Пайерлса — Набарро, силы сопротивления, создаваемые точечными дефектами, лесом дислокаций, малыми комплексами точечных дефектов и т. д. [c.79]

Во всех случаях при отжиге кристаллов в свободном состоянии вследствие наличия большого числа эквивалентных кристаллографических плоскостей и напряжений в решетке распределение петель и других вторичных образований в объеме кристалла беспорядочное. Одноосное же деформирование металлов с неравновесной концентрацией дефектов решетки или пересыщенного твердого раствора способствует разделению энергетических состояний в расположении комплексов на группы с меньшей симметрией, чем симметрия решетки в свободном состоянии [67]. Теория процесса ориентированного перераспределения дислокационных петель при отжиге металлов с неравновесной концентрацией точечных дефектов под нагрузкой приведена в работе [69]. Она позволяет получить зависимость пересыщения точечных дефектов и пластической деформации от времени. [c.94]

С Г. ц. к.-решеткой (эти результаты согласуются с данными работы [187]). В этой модели предполагается, что внедренные атомы и вакансии, образовавшиеся при облучении, затем, мигрируя в кристаллической решетке, взаимно аннигилируют или взаимодействуют с примесными атомами, образуя так называемые комплексы. В работе [187] эта модель дополнена взаимодействием точечных дефектов, генерированных облучением, с дислокациями, обусловливающими их восхождение. [c.73]

Поэтому увеличение содержания в молибдене примесей внедрения, образующих с точечными дефектами устойчивые комплексы, способствует сохранению этих дефектов, возникших при облучении. [c.73]

Комплексы точечных дефектов. Если за время своего существования вакансия совершает большое число перескоков, она может встретиться с другими дефектами — вакансией, межузельным атомом, дислокацией, и это (в случае взаимодействия) может привести к образованию более сложного дефекта. [c.52]

Точечные дефекты, мигрируя в кристалле, могут взаимодействовать как друг с другом, так и с другими дефектами. Так, например, встречаясь при своем движении, вакансия и межузельный атом могут аннигилировать. Атомы примесей также могут взаимодействовать с вакансиями, при этом образуются комплексы вакансия— примесь. Имеет место взаимодействие точечных дефектов и с дефектами линейными— дислокациями. [c.123]

Процесс в целом может быть описан как перемещение некоторого активированного комплекса через слой окисла. Атомы, последовательно вовлекаемые в процесс перемещения активированного комплекса, фактически смещаются на малые расстояния, составляющие небольшие доли межатомного промежутка. В своей совокупности такие атомные смещения обеспечивают движение комплекса, как своего рода квазичастицы, на макроскопическое расстояние. На противоположной стороне слоя окисла происходит разрядка искажений и аннигиляция импульса с передачей упругой энергии в среду, примыкающую к этой стороне слоя. Активированный комплекс в любой стадии такого перемещения представляет собой участок крайне искаженной решетки. Это искажение можно уподобить пересыщению такого участка точечными дефектами. [c.9]

При наличии градиента концентрации компонентов по толщине слоя окисла перемещение активированного комплекса в глубь слоя должно сопровождаться перемещением некоторого количества точечных дефектов противоположного знака во встречном направлении. Например, если точечными дефектами, пересыщающими активированный комплекс, являются вакансии в металлической подрешетке, то обратно перемещаемыми будут ионы металла. [c.9]

Таким образом, движущийся активированный комплекс действует как своего рода поршневой насос с односторонне пропускающим клапаном на поршне и обеспечивает перенос вещества в ходе реакционной диффузии, осуществляемой перемещением активированных комплексов. Поскольку активированный комплекс пересыщен точечными дефектами, при его перемещении неизбежно постепенное затухание упругого импульса путем рассеяния комплекса на отдельные, разрозненные точечные дефекты, в дальнейшем принимающие участие в общем процессе диффузии вполне автономно, но уже без участия фактора упругого взаимодействия, стимулировавшего их перемещение в состав комплекса. Кроме того, в ходе своего перемещения активированный комплекс испытывает тормозящее влияние встречающихся на его пути дефектов структуры, мешающих правильной эстафетной передаче искажений. Однако в целом скорость процесса реакционной диффузии с участием активированных комплексов существенно больше, чем в случае участия только автономных точечных дефектов, поскольку участие активированных комплексов означает высокую степень коллективности элементарных актов. [c.9]

На этой основе представление об участии активированных комплексов в процессе реакционной диффузии позволяет объяснить случаи аномально низких значений кажущейся энергии активации. В то же время это представление дает объяснение аномалиям заторможенности роста толщины одного из слоев многофазной окалины при продолжающемся росте окалины в целом. Можно полагать, что такой слой в начальной стадии процесса растет с большей скоростью, обусловленной участием активированных комплексов, пока не достигается определенная толщина, на протяжении которой движущиеся комплексы полностью распадаются на автономные точечные дефекты. После этого дальнейший процесс лимитируется диффузией последних. Резкое замедление роста слоя при этом обусловлено существенно меньшей скоростью переноса вещества отдельными точечными дефектами сравнительно с активированными комплексами. Медленное наращивание слоя на одной из его сторон успевает практически полностью расходоваться на реакцию перестройки в ближайшую по составу фазу, т. е. на наращивание соседнего слоя. Следует отметить, что наблюдаемая обычно в таких случаях предельная толщина имеет вполне макроскопический характер и явление не может сводиться к эффектам атомно-микроскопического порядка, формирующим тончайшие окисные пленки типа пленок пассивности, запорных слоев и т. п. [c.10]

Новое представление хорошо согласуется с возможным влиянием температуры на ход процесса. Чем выше температура, тем скорее идет рассеяние активированного комплекса на автономные точечные дефекты. При достаточно высокой температуре этот распад может происходить непосредственно при формировании комплекса в зоне реакции. При этом процесс с самого начала характеризуется скоростью и энергией активации, свойст-ственными обычной диффузии. При достаточно низкой температуре возможность быстрого хода процесса, который мог бы поддерживаться участием активированных комплексов, не подверженных (или слабо подверженных) рассеянию, не реализуется ввиду того, что процесс начинает лимитироваться в стадии формирования комплексов в зоне реакции, т. е. в стадии, обусловленной обычной диффузией, посредством которой в зону реакции входят атомы обоих компонентов (при низких температурах эта диффузия парализована). Таким образом, участие активированных комплексов в процессе реакционной диффузии может проявиться в области средних температур, когда на процесс обычной диффузии, обусловленной автономными одноатомными элементарными актами, стимулируемыми тепловым движением атомов, налагается движение активированных комплексов, обусловленное коллективизированными элементарными актами, стимулируемыми упругим взаимодействием в группе атомов. [c.10]

Будем считать, что во внешней зоне окалины наряду с точечными дефектами существует и другой тип дефектов — активированные комплексы. [c.11]

Важным является вопрос о возможности существования кратных точечных дефектов (комплексов), например дивакансий, три-вакансик, тетравакансий и т. д. Простой анализ показывает, что малые скопления дефектов могут быть устойчивее одиночных. Так, если один атом переносится из узла на поверхность, то энергия образования такого дефекта (приходящаяся на атом) может быть получена умножением энергии одной связи со на половину разности числа связей в начальном и конечном состояниях. Так, в ГЦК металле атом, находящийся внутри кристалла, имеет 12 соседей (связей), а на поверхности — в среднем 6. Тогда для энергии образования, приходящейся на одну вакансию, можно получить [c.232]

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]

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]

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]

Статический метод формировался в большом количестве работ по мере совершенствования ЭВМ. Широкое развитие он получил в работах Днсопсона [53, 54, 73 — 76]. При статическом подходе вообгце не исследуется дви-зкение атомов, а определяется лишь их равновесная конфигурация, соответствующая минимуму потенциальной энергии системы. При этом атомы решетки, окружающие кристаллит, обычно рассматриваются как помещенные в упругую среду. Методы машинного моделирования широко применялись в ряде работ для изучения как отдельных точечных дефектов, так и их комплексов. [c.90]

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]

Не имея возможности подробно излагать многочисленные результаты, полученные особенно в последние годы при моделировании комплексов точечных дефектов па ЭВМ, отсылаем интересующихся, иаириыор, к обзору Джопсопа [108], в котором приведен перечень соответствующей литературы. [c.130]

На диффузию внедренных атомов могут оказывать влияние образующиеся комплексы точечных дефектов (см. 5), в состав которых входят эти атомы. В связи с этим в литературе обсуждались возмоишости таких механизмов диффузии, когда эти комплексы, например пары впедренный атом — вакансия на узлах, диффундируют как целое в кристаллической решетке (см., например, статьи в сборнике [1]). [c.239]

Л/max = (0,5-ь1). 10 дисл/см [32] (при этом на одну дислокацию в среднем приходится парциальный объем кристалла 1/jVniax). по аналогии с числом Авогадро эту величину можно считать одним молем дислокаций подобно тому, как говорят о моле вакансий или комплексов точечных дефектов [38]. Тогда ее размерность дисл/моль , а число молей равно NIN y . Вычисляя парциальную работу на создание одной дислокации, приходящуюся на ее парциальный объем (т. е. умножив объемную плотность работы на 1/Л/шах). и затем умножая на число дислокаций в одном моле, получим выражение (72), имеющее размерность Дж/моль , свойственную химическому потенциалу как парциальному мольному термодинамическому потенциалу. [c.47]

Эксперименты подтверждают основные положения описанного механизма дефектообразования. Однако переход точечных дефектов в более сложные образования, одновременное присутствие в облученном материале дефектов разного типа и другие явления усложняют картину получаемых результатов. Модели радиационного повреждения, как правило, основаны на рассмотрении концентрации дефектов, которая обычно не может быть измерена непосредственно, поэтому важным является вопрос о соотношении между свойствами и их изменениями, наблюдаемыми экспериментально, и концентрацией дефектов. Еще одно затруднение состоит в том, что дефекты различного типа (мел<узельные атомы, вакансии, комплексы и т. п.) различным образом влияют на те или иные свойства материала. Поэтому полная картина радиационных нарушений может быть рассмотрена только для определенного материала в каждом конкретном случае. [c.90]

Таким образом, предполагается, что изменение параметров кристаллической рещетки и размеров кристаллитов графита обусловлено в основном протеканием двух конкурирующих процессов — накоплением точечных дефектов и их отжигом и образованием комплексов. [c.105]

В отличие от закалки металлов с высоких температур при облучении образуется одинаковое количество вакансий и межузельных атомов. Если бы процесс нарушений при облучении сводился только к образованию пар Френкеля и их рекомбинации, то можно было бы относительно просто представить условия равновесной рекомбинации антинарушений и установить период самовосстановления структуры и свойств материала. В какой-то мере такая картина изменения дефектной структуры, по-видимому, может реализоваться после облучения до малых доз совершенных кристаллов ( усов ). В действительности даже при наличии только изолированных точечных дефектов в решетке реальных кристаллов наряду с рекомбинацией протекают более сложные процессы взаимодействия точечных дефектов друг с другом с образованием двойных, тройных и т. д. комплексов, кластеров. Каждый из первичных дефектов может взаимодействовать с примесными атомами, дислокациями, границами раздела. В результате этого возникают комплексы вакансия — атом примеси, внедренный атом — атом примеси, пороги и суперпороги на дислокациях, изменяется перераспределение элементов в растворе, состояние границ раздела, конфигурация дислокаций. [c.60]

Одной из особенностей структуры металлов после радиационнотермомеханической обработки является ориентированное перераспределение дефектов решетки (комплексов из точечных дефектов, дислокационных петель, частиц выделений). Это явление наблюдалось у отожженных под нагрузкой закаленных образцов алюминия, титана [67, 70], в кристаллах германия, легированного мышьяка [69] (рис. 34). [c.94]

Типы и концентрация устойчивых Р. д. определяются как условиями облучения, так и свойствами самих твёрдых тел. При этом для лёгких частиц и фотонов не слишком высоких анергий наиб, характерно образование устойчивых точечных дефектов (изолиров. вакансии или междоузельные атомы, дивакансии, комплексы компонентов пары Френкеля с примесными атомами и т. п.). При облучении нейтронами устойчивый кластер представляет собой дпваканспонное ядро, окружённое примесно-дефектными комплексами. При ионной бомбардировке плотность точечных дефектов в кластере больше, чем при нейтронной, и она тем выше, чем больше масса иона. При этом важную роль в формировании устойчивых кластеров играет процесс пространственного разделения вакансий п междоузельных атомов, предшествующий стадии квазихим. реакций. В силу этого устойчивые кластеры, возникающие при ионной бомбардировке, имеют более сложную структуру II состоят из вакансионных комплексов с разл. числом вакансий, примесно-дефектных комплексов, а также атомов внедрённой примеси. При облучении кристаллов тяжёлыми ионами устойчивые кластеры представляют собой локальные аморфные области. [c.204]

ТОЧЕЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ (нульмерные дефекты) — нарушения идеальной кристаллич. решётки, ограниченные одним или неск. узлами. Т.д. являются вакансии, дивакан-сии, межузельные атомы, а также комплексы примесных атомов с вакансиями, дивакансиями и межузельными атомами. Т.д. могут быть собственными и примеспыми. Упругое поле, созданное Т.д., может быть значительным в пределах области, охватывающей несколько постоянных решётки а, а кулоновское—несколько десятков постоянных а. [c.150]

Как будет ясно из дальнейшего, в поверхностных фазах зачастую нарушается дальний порядок в расположении атомов кристаллической решетки. Присутствие в приповерхностной области переходных слоев, примесных (в частности, адсорбированных) атомов и молекул, повышенная концентрация точечных дефектов и их комплексов, реконструкция атомной сетки — все это приводит к тому, что силовые поля, в которых находятся электроны вблизи поверхности, могут сильно отличаться от периодических, характерных для идеальной кристаллической решетки. Поэтому ряд исследователей (Бонч-Бруевич, Звягин) обосновали точку зрения, согласно которой поверхность твердого тела по существу яатяется неупорядоченной системой со всеми вытекающими отсюда последствиями. Целесообразно напомнить читателю некоторые особенности формирования энергетического спектра неупорядоченных систем, ограничиваясь лишь фрагментарным изложением основных положений и выводов теории неупорядоченных систем. Заинтересованного читателя мы отсылаем к нескольким вышедшим в последние годы превосходным монографиям, посвященным этой проблеме (см. [16—18] в списке рекомендованной литературы). [c.114]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...