Дефект атомной решетки точечный

Дефекты атомной решетки. Несовершенства решетки кристаллов делятся на три основных вида [14] 1) точечные несовершенства, к которым относятся вакансии и внедренные атомы 2) линейные несовершенства или дислокации, охватывающие ряд последовательных атомных плоскостей 3) поверхностные несовершенства, представляющие собой границы зерен, блоков, поверхности между фазами и свободные поверхности. [c.537]

Перемещение дислокаций путем восхождения, происходящее в направлении, перпендикулярном к плоскостям скольжения, осуществляется путем диффузионного механизма и требует значительных перемещений атомов и точечных дефектов в решетке. Например, при диффузии вакансии в краевую дислокацию ее лишняя полуплоскость сокращается на одно атомное расстояние. Наоборот, при диффузии атома из узла решетки в дислокацию там образуется новая вакансия, а за этот счет лишняя полуплоскость дислокации увеличивается на одно атомное расстояние. Подобным же образом действует диффузия в дислокацию промежуточного атома, в результате которой этот точечный дефект устраняется. [c.27]

Подобный незавершенный сдвиг и называется дислокацией. В отличие от точечных дефектов, нарушающих лишь ближний порядок в кристалле, дислокации являются линейными дефектами кристаллической решетки, нарушающими правильное чередование атомных плоскостей, что приводит к искажению всей структуры кристалла и смещению всех его атомов. [c.82]

Показано, что перестройка решетки происходит вследствие возникновения сдвиговых напряжений, которые могут быть обусловленными, в частности, взаимодействием ударной волны с тепловыми флуктуациями. Аналогичный результат наблюдался в [39]. Роль микронеоднородностей атомного масштаба (точечных дефектов) в возникновении пластического течения в кристалле анализировалась в [35, 44]. [c.225]

Атомная вакансия — точечный дефект кристалла, характеризующийся отсутствием в узле кристаллической решетки атома, который по своей природе должен находиться в этом месте. [c.39]

Дефекты кристаллической решетки разделяют на точечные, линейные и поверхностные. Точечные дефекты (рис. 16) появляются в результате образования вакансий (атомных дырок) 1, внедрения инертных атомов 3 и перемещения атома 2 в междоузлие. [c.61]

В полярных кристаллах дефекты по Шоттки возникают после ухода анионов и катионов лишь на поверхности внутренних трещин или иа поверхности кристалла. Согласно Ф. Зейтцу и другим исследователям внутренним источником (а также ловушками ) вакансий могут являться также более сложные дефекты — дислокации, которые в отличие от дефектов по Френкелю и ло Шоттки являются не точечными , а линейными дефектами кристаллической решетки, которые нарушают правильность чередования атомных плоскостей решетки. [c.42]

Дислокации — линейные дефекты кристаллической решетки типа обрыва или сдвига атомных плоскостей, нарушающие правильность их чередования. Энергия образования дислокаций существенно выше энергии образования точечных дефектов, поэтому они не могут существовать в измеримых концентрациях как термодинамически устойчивые дефекты. Они легко образуются при выращивании монокристаллов или эпитаксиальных пленок, сопровождающемся термическими, механическими и концентрационными напряжениями, приводящими к пластической деформации кристалла. Часть дислокаций может сохраняться в кристалле даже после самого тщательного отжига. Более подробно вопрос о причинах возникновения дислокаций будет рассмотрен при обсуждении методов выращивания монокристаллов и эпитаксиальных пленок (см. гл. 6 [c.95]

При изучении процессов зарождения и роста кристаллов используются общие принципы термодинамики и закономерности фазовых переходов и поверхностных явлений с учётом вз-ствия кристалла со средой, анизотропии св-в и атомно-мол. структуры крист, в-ва (см. Кристаллизация). В К. изучаются также разнообразные нарушения идеальной крист, решетки — точечные дефекты, дислокации и др. дефекты, возникающие в процессе роста кристаллов или в результате разл. внеш. воздействий на них и определяющие многие их св-ва. [c.324]

Одним из видов несовершенств кристаллического строения является наличие незанятых мест в узлах кристаллической решетки, или иначе — вакансий, или атомных дырок (см, рис. 7,а). Такой точечный дефект решетки играет важную роль при протекании диффузионных процессов в металлах (подробнее см. в гл. ХП1. п. 1). [c.28]

Наблюдение дислокаций и скоплений точечных дефектов на просвет под электронным микроскопом в тончайших пленках металлов и сплавов, например толщиной около 1000 Л, является убедительным методом опытного доказательства их существования. Хотя плоскости атомно-кристаллической решетки здесь не выявляются, но дислокации и скопления точечных дефектов обнаруживаются в виде темных линий, [c.31]

Точечный дефект представляет собой в высшей степени локальный дефект, влияние которого простирается лишь на один или несколько атомных диаметров от его центра. К точечным дефектам относятся вакансии (не занятые атомами узлы), межузельные атомы, растворенные атомы и свободные атомы в упорядоченной решетке. Линейный дефект представляет собой дислокацию. Этот тип дефектов будет подробно рассмотрен ниже. Поверхностный дефект представляет собой плоскость или криволинейную поверхность, образованную множеством дефектов в кристалле. К ним относятся границы зерен, границы субзерен, границы двойников и скопления дефектов в атомных плоскостях внутри кристаллов. Объемные дефекты — это трехмерные дефекты, такие, как пустоты, пузырьковые включения, частицы, ориентированные отлично от окружающей матрицы, или скопления точечных дефектов в упорядоченной матрице. [c.48]

Точечные дефекты малы во всех трех измерениях. Их величина не превышает нескольких атомных диаметров. К точечным дефектам относятся вакансии, представляющие собой узлы кристаллической решетки в которых отсутствуют атомы (рис. 1.2,а), а также замещенные атомы [c.12]

Поверхностные дефекты малы только в одном измерении. Чаще всего это граница раздела двух различно ориентированных участков кристаллической решетки. На этой границе нарушается правильное расположение атомов. Помимо этого, на границах скапливаются линейные и точечные дефекты, концентрируются примеси. Граница представляет собой переходную зону шириной в несколько атомных расстояний. [c.15]

Точечные дефекты (рис. 1.5) характеризуются малыми размерами во всех трех измерениях. Величина их не превышает нескольких атомных диаметров. К точечным дефектам относятся а) свободные места в узлах кристаллической решетки — вакансии (дефекты Шоттки) б) атомы, сместившиеся из узлов кристаллической решетки в межузельные промежутки — дислоцированные атомы (дефекты Френкеля) в) атомы других элементов, находящиеся как в узлах, так и в междоузлиях кристаллической решетки — примесные атомы. [c.10]

Простейшие типы атомных дефектов — точечные дефекты типа вакансий и внедренных атомов. Их образование можно представить как процесс, в результате которого часть атомов или ионов покидает регулярные позиции в узлах решетки и переходит в промежуточные положения, называемые междоузлиями. Незанятый узел решетки носит название вакансии. Неизбежность структурного разупорядочения при Г>0°К легко обосновать термодинамически. Для элементарного кристалла концентрация вакансий выражается соотношением типа [c.103]

С появлением и развитием ядерной энергетики стали активна изучаться другие методы введения дефектов. Когда частицы с высокой энергией (электроны, нейтроны, осколки деления атд-мов и т. д.) проходят через твердое тело, то это, естественно, приводит к нарушению его кристаллической решетки. Природа образующихся несовершенств определяется видом частиц и их энергией, однако часть получающихся нарушений составляют меж-узельные атомы и вакансии, т. е. точечные дефекты. На полученных таким путем образцах можно проводить два вида исследований. В одном из них изучение скорости исчезновения дефектов при различных температурах дает возможность получить значение их на основании чего возможна идентификация типа диффундирующих дефектов. Другой вид исследований позволяет с помощью радиации изучать такие диффузионные процессы, как переход порядок — беспорядок или искусственное старение. Это дает определенную информацию об атомном механизме этих процессов, а также показывает, какие изменения происходят в твердых телах, используемых в качестве реакторных материалов [c.153]

Точечные дефекты (рис. 9) —малы во всех трех измерениях, и размеры их не превышают нескольких атомных диаметров. К точечным дефектам относятся 1) вакансии (дефекты Шот-тки),т.е. узлы решетки, в которых атомы отсутствуют (рис. 9а, б, г). Вакансии чаще образуются в результате перехода атома из узла решетки на поверхность или полного испарения с поверхности кристалла и реже в результате их перехода в междоузлие. [c.23]

В пределах каждого зерна металла отдельные области его — субзерна — повернуты друг относительно друга на угол от нескольких минут до нескольких градусов. При переходе от одного субзерна к другому каждая плоскость, по которой располагаются узлы кристаллической решетки, претерпевает перелом. Таким образом, у соседних субзерен кристаллические решетки упруго сопряжены. При переходе же от одного зерна к другому наблюдается полная независимость расположения атомных плоскостей. Границы субзерен так же, как и границы зерен, являются местом скопления линейных и точечных дефектов кристаллических решеток. Границы представляют собой поверхностные дефекты. [c.18]

Точечные дефекты (рис. 22) характеризуются малыми размерами во всех трех измерениях. Величина их не превышает нескольких атомных диаметров. К точечным дефектам относятся а) свободные места в узлах кристаллической решетки — вакансии б) атомы, сместившиеся из узлов кристаллической решетки в между- [c.55]

ДЕФ ДЕФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕ-ШЕТКИ — нарушения правильного строе-ния решетки реального кристалла по сравнению с идеальным. Основными Д. к. р. являются вакансии (атомные дырки), т. е. незанятые места в узлах кристаллической решетки, дислоцированные (межузельные) атомы и дислокации. Первые две категории относятся к точечным дефектам. Дислокации представляют собой линейные Д. к. р., нарушающие правильное чередование атомных плоскостей,т. е. характеризующие сдвиг атомов (размеры дислокаций определяют в основном их протяженностью). [c.40]

Одним из видов несовершенств кристаллического строения является наличие незанятых мест в узлах кристаллической решетки, или иначе — вакансий или атомных дырою) (см. фиг. 231). Такой точечный дефект решетки играет важную [c.16]

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]

В настоящее время существует точка зрения на несобственную диффузию как на результат миграции примеси вследствие взаимодействия с заряженными точечными дефектами в кремнии (см. гл. 1). Все широко используемые примеси диффундируют в кремнии посредством взаимодействия с точечными дефектами решетки, такими, как атомные вакансии и атомы в междоузлиях. Таким образом, коэффициент диффузии пропорционален концентрации таких точечных дефектов. Несмотря на то, что концентрация нейтральных дефектов при любой заданной температуре не зависит от концентрации примеси (пока она много меньше концентрации атомов кремния), концентрация дефектов с различными зарядовыми состояниями (уровни которых находятся в пределах запрещенной зоны кремния) зависит от положения уровня Ферми в запрещенной зоне и поэтому является функцией концентрации примеси. Таким образом, как показано в гл. 1, эффективный коэффициент диффузии можно представить следующим образом [c.201]

Реальный технический металл имеет дефекты строения, в частности точечные дефекты (например, вакансии и внедренные атомы), и линейные дефекты — дислокации. Такого рода дефекты могут перемещаться под действием циклических напряжений. На рис. 1.10, о показана кристаллическая решетка с одной незавершенной атомной плоскостью — с краевой дислокацией. Под действием циклических напряжений дислокация переместилась на один параметр кристаллической решетки (рис. 1.10, б), а после длительного деформирования вышла на поверхность, образовав на ней ступеньку сдвига (рис. 1.10, в). Таким образом, и здесь происходит смещение путем сдвига, но это смещение является чрезвычайно локализованным, так что измеримых остаточных деформаций тело не обнаруживает. Далее протекает длительный процесс движения, слияния и накопления подвижных дефектов у барьеров — более прочных зон зерна. Этот [c.46]

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]

Известно, что реальные кристаллы металлов обладают рядом структурных дефектов. Эти дефекты разделтотся на точечные, линейные и поверхностные. К точечным дефектам относятся вакансии, т. е. свободные узлы в атомно-кристал-яической решетке, промежуточныеатомы,смещенныевмежузлия, и атомы примесей. [c.167]

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]

Точечные дефекты — это нарушения решетки в изолированных друг от друга точках решетки. К таким дефектам относятс51 вакансии (узлы решетки, в которых нет атомов), замещающие атомы или примеси (замещение в узле решетки атома каким-либо атомом иной природы), атомы внедрения или дислоцированные атомы (инородные атомы или атомы основного вещества, расположенные в междоузлиях решетки). Размеры этих дефектов примерно равны атомному диаметру. [c.11]

Точечные дефекты, или несовершенства, размер которых мал во всех трех измерениях. К ним относятся вакансии (фиг. 8, а) — свободные узлы в атомно-кристаллической решетке — и промежуточные атом ы, смещенные в межуз-лия, или смещения (фиг. 8, а), а также атомы примесей, которые могут или замещать атомы металла в решетке, или быть внедренными в ее межузлия. Вакансии, промежуточные атомы и атомы примесей искажают атомно-кристаллическую решетку основного металла. При повышении температуры и увеличении амплитуды колебаний атомов в кристаллической решетке имеется вероятность выхода некоторых атомов из узлов решетки с образованием [c.20]

В конструкционных материалах атомных реакторов, подверженных реакторным излучениям, под действием главным образом быстрых нейтронов образуются радиационные дефекты [44, 50, 57] точечные — выбитые из узлов кристаллической решетки межузельные атомы и соответствующие им вакансии комплексные — кластеры (скопления вакансий или межузельных атомов), дислокационные петли межузельного и вакансионного типов и вакан-сионные поры инородные атомы новых элементов, в том числе газов, — продукты ядерных реакций (трансмутантные элементы) газовые пузырьки — скопления атомов трансмутантных газов. [c.341]

По мере роста температуры число дефектов начинает увеличиваться и из-за коллективного взаимодействия межузельных катионов с катионами, остающимися в узлах решетки (они как бы вытягиваются со своих мест). Под влиянием тепловых колебаний кристаллической решетки происходят и обратные перескоки катионов из межузлий в узлы и поскольку эти точечные дефекты имеют энергию, примерно на порядок превышающую энергию тепловых колебаний решётки, их равновесная концентрация невелика. Однако эта концентрация может быть выше равновесной (например, после закалки). Такой пересыщенный твердый раствор точечных дефектов может распадаться, причем вакансии конденсируются (объединяются) в диски (рис. 4.10), которые по достижении критических размеров, из-за взаимного притяжения атомных плоскостей, схлопываются, внося искажения в решетку кристалла. Например, при схлопывании однослойного диска (рис. 4.11) в кристалле с гексагональной структурой атомные плоскости смещаются на половину вектора трансляции (под термином трансляция понимают поступательное перемещение одной части монокристалла относительно другой без искажения его решетки). Трансляция выражается вектором, перпендикулярным атомным [c.81]

В моделях, более близких к реальным, релаксация вблизи точечного дефекта не ограничивается лишь атомами из ближайшего окружения имеют место смещения атомов, которые постепенно уменьшаются с удалением от центра расширения или сжатия по трем измерениям. Тогда корреляция функции Паттерсона для кристалла с дефектами распространяется на большие расстояния. Рассеивающая способность при диффузном рассеянии обнаруживает постоянное повсеместное возрастание с увеличением 1и , кроме спада с /, и стремится образовать локальные максимумы вблизи положений узлов обратной решетки. Уменьшение резких пиков при возрастании угла, которое добавляется к спаду /, в первом приближении можно выразить как —р таким образом, оно имеет форму, подобную фактору Дебая—Валлера для теплового движения (см. также гл. 12). Такой результат получается из-за того, что при учете всех атомных смещений пики усредненной решетки (р(г)) размываются, как если бы мы делали свертку с какой-либо функцией, подобной гауссовой. [c.160]

Диффузное раеееяиие иа дифракционных картинах может возникнуть из-за неправильного расположения атомов по узлам решетки, при котором сохраняется лишь ближний порядок заполнения этих положений (гл. 17), или из-за неупорядоченного расположения вакансий, атомов внедрения или примесных атомов. Наиболее важный дифракционный эффект, возникающий благодаря наличию малых дефектов в кристаллах, часто связан с полем деформации в окружающей области кристалла. При наличии атомной вакансии, атома внедрения или пары атомов либо атома примеси (замещения) соседние атомы могут смещаться из своих положений в усредненной решетке иа значительные доли межатомных расстояний. Смещения атомов довольно медленно уменьшаются с увеличением расстояния от точечных дефектов, так что наличие дефекта влияет иа положение большого числа атомов. В результате дифракционный эффект, связанный со смещениями атомов, может быть значительно сильнее дифракционных эффектов, вызванных самими примесными атомами, атомами внедрения или вакансиями. [c.262]

В совершенном кристалле должно быть правильное периодическое расположение атомов, простирающееся до бесконечности. Но в действительности таких кристаллов не существует. В реальных кристаллах правильное строение всегда имеет определенные нарушения — дефекты. Все дефекты в кристаллах разделяют на четыре группы точечные, линейные, поверхностные (плоские), объемные. Точечные дефекты бесконечно малы в трех измерениях, к ним относятся вакансии — узлы кристаллической решетки, не занятые атомами, дислоцированные атомы, расположенные в междуузлиях, атомы примесей и т. п. Линейные дефекты малы в двух измерениях, а в третьем имеют значительную протяженность. К ним относятся дислокации. Дефекты упаковки — нарушения в чередовании плотноупа-кованных атомных плоскостей, границы двойников и т. д. — от- [c.278]

Вакансии и межузельные атомы — точечные дефекты структуры реального металла, механизм образования которых заключается в следующем. Атом, находящийся в правильном (регулярном) положении в узле кристаллической решетки и имеющий достаточно большую энергию, может переместиться в неправильное (иррегулярное) положение (в межузлие), оставляя место в узле решетки незанятым. Атом, переместившийся в межузлие, называется дислоцированным, а узел, не занятый атомом, называется вакансией (атомной дыркой ). [c.105]

Сосредоточение деформации металла иа границах зерен при прохождении через высокотемпературный участок термического сварочного цикла, особенно ту его часть, где уже прекратилась миграция границ и достройка зерен, должно привести к большой искаженности кристаллической решетки в приграничных зонах. Такой сдвиг должен сопровождаться существенным ростом плотности дислокаций и вакансий иа границах. Особенно велик он должен быть на границах, расположенных нормально к направлению растяжения. При особо высокой степени локального сосредоточения деформации на таких участках границ могут образоваться микронесплошности типа трещин. Следовательно, меж-зеренный сдвиг в высокотемпературной области должен значительно расширить зону разрыхления границ, увеличить ее свободную энергию и склонность к адсорбции атомов инородных элементов. Ширина зоны разрыхления определяет реальную ширину границ, наблюдаемую на шлифах после травления металла. Такие реальные границы значительно шире (до 10 — 10- см) границ, предполагаемых теоретически (до 10 см). Расчеты показывают, что высокотемпературная зернограничная деформация может пройти только в том случае, когда ширина границ незначительно больше теоретической. Экспериментальным и расчетным путем М. А. Криштал и Ю. И. Давыдов получили, что соответствующая ширина эффективной границы зерен при 700°С в железе со средним размером зерен около 50 мкм равна 10 см. Экспериментально было также установлено, что зона адсорбции углерода на границе зерен в а—Fe равна 0,2 мкм [10]. Столь значительное увеличение ширины реальных границ зерен происходит в результате стока и накопления точечных и линейных дефектов, образующих благодаря лесу дислокаций и пор типа объединенных поливакансий широкую зону нарушенной структуры. Плотность нарушений возрастает вследствие локализации сдвига по границам. Скопление дислокаций у границы видно на микроструктуре (рис. 69), выявленной при электронной микроскопии на просвет околошовной зоны сварного шва фольги из коррозионно-стойкой стали. Аналогичный результат отмечен и при травлении декорированных дислокаций на шлифах сварных соединений листов большей толщины. Ширина зоны травимости -самой дислокации всего лишь немного больше 10 см (около 30 атомных диаметров) [40]. Но, по-видимому, при плотном скоплении дислокаций на границах образуется фронт травимости, равный всей площади их скопления размером до 10 см. А. Хейденрейх [62] считал, что при циклическом нагружении дислокации могут концентрироваться у границ в слое толщиной около 0,2 мм. [c.111]

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 ...