Состояние решетки устойчивое

Поверхность твердого тела, по сравнению с его внутренним строением, имеет ряд особенностей. Любой атом, расположенный внутри твердого тела с идеальной кристаллической решеткой, находится в состоянии подвижного устойчивого равновесия, поскольку для него по всем направлениям интенсивность силового поля одинакова. В ином положении оказываются атомы, которые находятся у поверхности они имеют только односторонние связи, — в тело металла, поэтому их состояние неуравновешенное, неустойчивое они более активны, обладают избыточной энергией (свободной) по сравнению с атомами, находящимися в объеме. [c.49]

Все процессы, приводящие к уменьшению потенциальной энергии решетки, а это равносильно уменьшению ее искаженности, делают состояние решетки более устойчивым и происходят самопроизвольно. В противоположность этому процессы, влекущие за собой увеличение искаженности решетки, повышают ее потенциаль-ную энергию. [c.247]

Для системы в-ОаМ 0" также установлено наличие метаста-бильного и 0,48 эВ) ОХ-центра. Расчеты показали, что для сжатого состояния решетки (на 16 %, моделирует приложение внешнего гидростатического давления 18 ГПа) корреляционная энергия ОХ-центра меняет знак, и данное положение примесей оказывается наиболее устойчивым. [c.49]

Такое различие, очевидно, связано с различием в дислокационной структуре и 7 зменением ее при нагреве. Рентгеновские исследования показали, что после шлифования плотность дислокаций в никеле и железе примерно одинакова, а после нагрева до 0,5 Гпл в железе на порядок ниже, чем в никеле. Очевидно, в а-железе, а также в хроме и молибдене — металлах с о. ц. к. решеткой — наклепанное состояние менее устойчиво, чем в никеле и меди — г. ц. к. металлах. [c.133]

Распад неустойчивых твердых растворов можно иллюстрировать на примере сплавов Си — А1, На равновесной диаграмме состояния Си — А1 имеется Р-фаза с ОЦК решеткой, устойчивая только при температурах выше 565° С и распадающаяся при этой температуре по эвтектоидной реакции на смесь а- и Уз фаз. Сплавы, расположенные в области Р-фазы и не сильно отличающиеся по составу от эвтектоида, при закалке претерпевают превращение мартенситного типа, в результате которого образуется игольчатая структура. Поскольку это превращение претерпевает только Р-фаза, то нетрудно различить частицы а- и у2-фаз, которые присутствуют в сплаве при температуре закалки. [c.98]

Проверить состояние решетки под ногами, ее устойчивость на полу. [c.407]

Первая группа. Предшествующая обработка может привести металл в неустойчивое состояние. Так, холодная пластическая деформация создает наклеп — искажение кристаллической решетки. При затвердевании не успевают протекать диффузионные процессы, и состав металла даже в объеме одного зерна оказывается неоднородным. Быстрое охлаждение или неравномерное приложение напряжений делает неравномерным распределение упругой деформации. Неустойчивое состояние при комнатной температуре сохраняется долго, так как теплового движения атомов при комнатной температуре недостаточно для перехода в устойчивое состояние. [c.225]

Оптимально устойчивыми (реально существующими) структурами элементов являются кристаллические решетки, которые обладают минимальным запасом свободной энергии Р. Так, в твердом состоянии Ы, Ыа, К, Сз, Мо, W и другие элементы имеют решетку типа К8, а А1, Са, Си, Ag, Аи, Р1 и другие — решетку типа Гб. [c.11]

Элемент Полиморфная форма Интервал температур устойчивого состояния, С Тип кристаллической решетки [c.12]

Итак, в пересыщенном твердом растворе протекают процессы, связанные с переходом его в более устойчивое, стабильное состояние, т. е. процессы старения. Механизм процесса следующий вначале в определенных участках кристаллической решетки пересыщенного твердого раствора происходит скопление атомов (В). Затем протекает формирование новой (свойственной выделяющейся фазе) кристаллической решетки. Однако решетка фазы остается кристаллографически близкой к решетке твердого раствора (когерентная связь). Далее происходит отрыв решеток и образование самостоятельных дисперсных частиц фазы. В заключение частицы фазы укрупняются (коагуляция). [c.211]

Для твердых тел обычным и устойчивым состоянием является кристаллическое. Характеризуются кристаллы упорядоченным расположением частиц в строго определенных точках пространства. Если эти точки соединить пересекающимися прямыми линиями, получится пространственный каркас, называемый кристаллической решеткой. Точки, в которых находятся частицы, входящие в состав кристалла,, называются узлами кристаллической решетки. Ионы, атомы и молекулы в узлах решетки совершают малые колебания (простейшая физическая модель — набор гармонических осцилляторов). [c.11]

Вакансии. Если рассматривать кристалл как систему, то устойчивое состояние системы будет при ее минимальной энергии. Как следствие общего закона природы, расположение атомов в кристаллической решетке должно быть упорядоченным. [c.321]

Переход металла из жидкого состояния в твердое происходит по схеме, изображенной на рис. 1.5. По достижении остывающей жидкостью критической температуры (Тпл) в ней возникают устойчивые центры кристаллизации, состоящие из ячеек кристаллической решетки (рис. 1.5, а). С течением времени они обрастают присоединяющимися к ним из жидкости другими ячейками и превращаются в зерна металла (рис. 1.5, б—е). [c.13]

Часть этих уровней (рис. В-7) заполнена электронами в нормальном, невозбужденном состоянии атома, на других уровнях электроны могут находиться только после того, как атом испытает внешнее энергетическое воздействие при этом он возбуждается. Стремясь прийти к устойчивому состоянию, атом излучает избыток энергии в момент возвращения электронов на уровни, при которых энергия атома минимальна. При переходе газообразного вещества в жидкость, а затем при образовании кристаллической решетки твердого тела все имеющиеся у данного типа атомов электронные уровни (как заполненные электронами, так и незаполненные) несколько смещаются вследствие действия соседних атомов друг на друга. Таким образом, из отдельных энергетических уровней уединенных атомов в твердом теле образуется целая полоса —зона энергетических уровней. [c.13]

В процессе циклического нагружения металла или конструктивного элемента эволюция его состояния связана с появлением новых механизмов накопления повреждений в кристаллической решетке. Они зарождаются и существуют в течение некоторого времени. Далее происходит усиление или затухание вновь появившихся механизмов. Усиление или ослабление действия вновь зародившихся процессов накопления повреждений происходит в соответствии с принципом естественного отбора тех способов поглощения энергии, которые позволяют поддерживать устойчивость системы наиболее длительное время. Применительно к металлам это означает выбор и нарастание влияния того способа формирования дислокационных структур, при котором в зоне с наиболее интенсивным напряженным состоянием возможно накопление повреждений наиболее длительное время без образования несплошности. [c.120]

Кристалл в результате возникающих флуктуаций приходит в сильно возбужденное состояние в моменты перехода из одного в другое структурное состояние, в которое он попадает при достижении определенного уровня запасенной энергии. Переход к упорядоченному состоянию осуществляется в тот момент, когда предыдущий вид структурного состояния не позволяет сохранять устойчивость кристаллической решетки и ее целостность. В процессе пластической деформации металл представляет собой открытую энергетическую систему, находящуюся вдали от положения равновесия при непрерывном обмене энергии с окружающей средой. Переходы объема кристалла от одного неравновесного структурного состояния к другому равновесному состояния обусловлены минимумом производства энтропии. [c.144]

Как отмечалось выше, ИПД приводит к формированию ультра-мелкозернистых неравновесных структур в исследуемых материалах. Для этих структур характерно присутствие высоких плотностей решеточных и ЗГД, других дефектов, которые создают поля дальнодействующих упругих напряжений. В результате имеют место значительные атомные смещения из узлов идеальной кристаллической решетки, поэтому полученные методами ИПД наноструктуры обладают высокой запасенной энергией и являются метастабильными. В связи с этим весьма важным является вопрос об устойчивости этих структур к внешним воздействиям — температуре и напряженно-деформированным состояниям. [c.122]

Возникновение необратимых искажений решетки. в процессе пластической деформации должно приводить к увеличению внутренней энергии кристалла, что подтверждается прямыми опытами. Обладая избыточной свободной энергией, такой кристалл становится термодинамически менее устойчивым по сравнению с недеформиро-ванным состоянием. Это приводит к возникновению и развитию в кристалле процессов, стремящихся приблизить его к равновесному состоянию. Такими процессами являются отдых и рекристаллизация. [c.39]

Исследовался сплав Zn-Ь22% А1 в литом (хрупком) и пластичном состояниях. В соответствии с диаграммой состояния [5] при комнатной температуре устойчивым является двухфазное состояние. а-фаза представляет твердый раствор цинка в алюминии и имеет ГЦК решетку -фаза — раствор алюминия на основе ГПУ решетки цинка. В качестве моделей этих фаз были использованы сплавы А1+1,57о Zn (а) и Zn+0,4% А1 ( ). [c.34]

Всякий выход атома из узла увеличивает потенциальную энергию системы атомов в решетке и делает такое ее состояние неустойчивым. В природе устойчивое состояние системы всегда характеризуется минимальностью потенциальной энергии в ней (например, шар ик, будучи в устойчивом состоянии на дне чаши в наинизшей точке, обладает минимальной потенциальной энергией по сравнению с энергией во всех соседних позициях). [c.226]

Добавка хрома к железу способствует образованию мар-тенситной (игольчатой) структуры (о. ц. к.-решетка) при сравнительно медленном охлаждении стали вследствие распада аустенитной структуры (г. ц. к.-решетка), устойчивой при повышенных температурах. Малая критическая скорость закалки позволяет осуществлять ее и получать мар-тенситную структуру при охлаждении на воздухе. В закаленном состоянии эти стали имеют высокую прочность и относительно низкую ударную вязкость. Для получения оптимальных механических свойств стали подвергают термообработке. Для мартенситных сталей, как правило, применяют нормализацию и отпуск (воздушное охлаждение от температуры аустенизации и затем повторный нагрев до определенной температуры нилсе температуры аустенизации). При отпуске в интервале температур 200—370 °С происходит снятие внутренних напряжений без изменения структуры и прочностных свойств 550—650 °С — распад мартенсита на феррит и карбиды типа СггзСе, при этом прочность стали снижается, а ударная вязкость повышается. Например, у стали 0,3 С 13 Сг при отпуске до 450 С Ob=1600 МПа, ударная вязкость (по Изоду) составляет 22 Дж до 800 °С 0в = 85О МПа, ударная вязкость равна 100 Дж [51, с. 26]. [c.154]

Т р о ф и. м о в В. И., Устойчивость и предельное состояние решетки сварных опор линий электропередач, сб. статей под редакцией А. А. Уманского Расчет пространственных конструкций , вып. VII, Госстройиздат, I96I. [c.319]

В том случае, когда однофазное состояние сплава устойчиво только при высоких температурах, образующиеся в результате мартенситного превращения фазы метаста-бильны вследствие бездиффузионного характера мартенситного превращения. Они имеют решетки, отличные от решеток стабильных фаз (например, и в сплавах u-Al, и " в сплавах u-Sn, , ", а в сплавах u-Zn). Если сплав и при низкой температуре является однофазным (например, а-фаза легированного железа, а-фаза в сплавах на основе Ti, Zr, Со), то в этом случае, так же как и в чистых металлах, в результате мартенситного превоащения образуются кристаллы с решеткой фазы, стабильной при низких температурах. В таких случаях превращение высокотемпературной фазы в низкотемпературную может протекать в зависимости от условий охлаждения или как мартенситное превра-1иение, или как превращение с нормальной кинетикой [56]. Б последнем случае превращение изотермически идет до конца, и рост кристаллов подобен росту зерен при рекристаллизации. Возможность превращения обоих типов наиболее наглядно установлена на примере уа-превращения легированного железа. [c.680]

Ато-мы данного элемента могут образовать, если исходить только из геометрических соображений, любую кристаллическую решетку. Однако устойчивым, а следовательно, реально существующим типом является решетка, обладающая иаиболее низким запасом свободной энергии. Так, например, в твердочм состоянии литий, натрий, калий, (рубидий, цезий, молибден вольфрам и другие металлы имеют объемноцентрированную ку бическую решетку алюминий, кальций, медь, серебро, золото платина и др. — гранецентрированную, а бериллий, магний цирконий, гафний, осмий и иекоторые другие — гексагональную [c.55]

К самопроизвольным процессам, которые приводят пластически деформированный металл к более устойчивому состоянию, относятся снятие искажения кристаллической решетки и другие В1нутризеренные процессы и рост зерен. Первое е требует высокой температуры, так как при этом происходит незначительное перемещение атомов. Ул<е небольшой нагрев (для железа 300— —400°С) снимает искажения решетки (как результат многочисленных субмн кролроцессов — уменьшение плотности дислокаций в результате их взаимного уничтожения, так называемая аннигиляция, слияния блоков, уменьшение внутренних напряжений, уменьшение количества вакансий и т. д.). Линии на рентгенограммах деформированного металла, размытые вследствие искажений решетки и нарушений се правильности, вновь становятся четкими. Снятие искажений решетки в процессе нагрева деформированного металла называется возвратом, или отдыхом. В результате этого процесса твердость и прочность несколько понижаются (па 20— 30% по сравнению с исходными), а пластичность возрастает. [c.86]

Нагрев (увеличение тепловой подвижности атомов) приводит к тому, что процессы, приводящие металл в устойчивое состояние (снятие наиряжений, уменьшение искажений кристаллической решетки, рекристаллизация, диффузия), достигают заметных скоростей. [c.225]

Своеобразная трактовка разрезов-трещин как нетривиальных форм равновесия упругих тел с физически нелинейными характеристиками, предложенная В. В. Новожиловым [195, 196], помогает понять возможную причину образования щелевидных областей или пустот. Известно, что при увеличении расстояния между атомами твердого тела меясатомное усилие возрастает до максимума, а затем падает. Равновесие атомов, взаимодействующих по закону нисходящей ветви этой кривой, неустойчиво. Атомный слой, находящийся между двумя другими фиксированными слоями, имеет одно положение неустойчивого и два положения устойчивого равновесия. Поэтому различные причины (тепловые флуктуации, местные несовершенства кристаллической решетки, растягивающие напряжения от внешней нагрузки) создают условия для преодоления потенциального барьера при переходе (через максимум силового взаимодействия) от устойчивого состояния равновесия к неустойчивому. Видимое проявление неустойчивости сводится к перескоку атомного слоя (точнее, его части) в новое положение, что характерно для явления, носящего назваипо устойчивости в большом . [c.69]

Зависимость энергии связи в кристаллах от мел атомпого расстояния г, так же как и в молекулах, определяется двумя главными членами 1) притяжением атомов, обусловленным взаимодействием валентных электронов, и 2) кулоновским отталкиванием внутренних оболочек атомных остовов и отталкиванием ядер. Для устойчивого равновесного состояния (L o, Го) обязательно наличие минимума энергии на суммарной кривой энергий притяжения и отталкивания, который соответствует определенной стабильной конфигурации в расположении атомов кристаллической, решетки. [c.63]

Однако симметрично поставленная задача может иметь и асимметричные решения. Более того, может оказаться, что асимметричное решение имеет наи-низшую энергию, т. е. является устойчивым. Например, рассмотрим Вселенную, равномерно и достаточно плотно заполненную атомами Na и С1. Устойчивым состоянием такой Вселенной при нулевой температуре будет монокристалл, имеющий гранецентриро-ванную кубическую решетку, изображенную на рис. 7.. Это состояние явно анизотропно, несмотря на то, что исходные уравнения движения изотропны. [c.297]

Обш,ее количество вакансий в кристалле — величина переменная, зависящая от температуры. Изменение числа вакансий, вытекающее из возможности образования новых вакансий и исчезновения ранее существовавших, означает, что химический потенциал вакансии должен быть равен нулю. Однако, если это так, то полезная внешняя работа Ц, которая должна быть затрачена на образование вакансий, при постоянных р и Г составит L = ФЧ — Фа = —Фа, т. е. будет равна взятому со знаком минус значению парциального химического потенциала атома, когда он находится в узле кристаллической решетки. Значение химического потенциала атома надо выбирать в предельном состоянии кристалла, т. е. на границе устойчивости кристаллической решетки, определяемой условием (dpldV)r = 0. Соответствующая этому температура всего лишь на несколько градусов больше температуры плавления. Поэтому [c.372]

Деформированный металл находится в неравновесном, неустойчивом состоянии и в нем могут протекать процессы, направленные на достижение устойчивого состояния. Этот переход связан с уменьшением искажений в кристаллической решетке и снятие.м напряжений, что в свою очередь определяется возможностью перемещения атомов. С повышением температуры подвижность атомов ъеличивается и начгшают развиваться процессы, приводящие металл к равновесному состоянию. По мере нагрева деформированный. металл проходит стадии возврата и рекристаллизации, в результате чего изменяются его структура и свойства (рис. 20). [c.26]

На рис. 17-17 показана схема выгорания кокса в слое, лежащем на колосниковой решетке. В каждом коксовом (углеродном) канале, продуваемом в горячем состоянии воздухом, образуется горючая смесь газов, состоящая из СО, СОг в воздуха. На определенном уровне от колосниковой решетки достигаются температура и концентрация газов, обеспечивающие устойчивый фронт воспламенения горючей смеси. Таким образом, каждый углеродный канал представляет как бы газовую горелку. В слое развивается в той или иной мере процесс газификации TonjjHBa. [c.239]

Переходы в новое регулярное состояние осуществляются после наступления неустойчивости предыдущего состояния, которое сохраняет свою устойчивость до достижения критического уровня вносимых возмущений в кристаллическую решетку. Уровень энергии вносимого возмущения и скорость ее поступления могут вызывать переходы через имеющие место устойчивые структурные состояния (некоторые из них могут быть пропущены). После снятия нагрузки наблюдаемая дефектная тpyктJфa того или иного типа может не отражать достигнутого в момент нагружения уровня повреждений в результате аккомодации энергии при снятии нафузки с металла. [c.143]

Широкое применение получили монокристаллические пленки, выращенные на кристаллических подложках и имеющие решетку, определенным образом ориентированную относительно решетки подложки. Такой ориентированный рост пленок называют эпитаксией, а сами пленки — эпитаксиальньши. Выращивание пленок из того же вещества, из которого состоит кристалл подложки, называют автоэпитаксией, выращивание из другого вещества — гетероэпитаксией. Для того чтобы был возможен эпитаксиальный рост пленки, необходима определенная степень соответствия кристаллической структуры материалов пленки и подложки. Иными словами, равновесные расстояния между атомами и их взаимное расположение в кристаллах пленки и подложки должны быть близкими. Кроме того, чтобы атомы в зародышах могли выстроиться в правильную структуру, они должны обладать достаточно высокой поверхностной подвижностью, что может быть обеспечено при высокой температуре подложки. Структурному совершенству зародышей способствует также низкая скорость их роста, которая достигается при малой степени пересыщения пара осаждаемого материала или его раствора (при эпитаксии из жидкой фазы). Особое значение для ориентированного роста имеют одноатомные ступеньки на подложке, заменяющие зародыши, так как на них адсорбированные атомы попадают в устойчивое состояние с высокой энергией связи. Эпитаксиальная пленка растет в первую очередь путем распространения ступенек на всю площадь подложки. Большую роль при этом играют винтовые дислокации (рис. 2.8). В простейшем случае онн представляют собой одноатомную, ступеньку, начинающуюся у оси [c.70]

Наглядное представление о возникновении поверхностных состояний можно получить 3 рзссмотрення связей, действующих между атомами в объеме и на поверхности кристалла. На рис. 8.27 изображена плоская модель решетки германия. Атом в объеме кристалла окружен четырьмя ближайшими соседями, связь с которыми, осуществляется путем попарного обобществления валентных элект-. ронов. У атомов, расположенных на свободной поверхности А А, одна валентная связь оказывается разорванной, а электронная пара неукомплектованной. Стремясь укомплектовать эту пару и заполнить свою внешнюю оболочку до устойчивой восьмиэлектронной конфигурации, поверхностные атомы ведут себя как типичные акцепторы, которым в запрещенной зоне соответствуют акцепторные уровни Eg (рис. 8.26, б). Электроны, попавшие на эти уровни из валентной зоны, не проникают в глубь кисталла и локализуются на расстоянии порядка постоянной решетки от поверхности. В валентной зоне возникают при этом дырки, а в поверхностном слое полупроводника — дырочная проводимость. [c.241]

Следовательно, если дислокации и возможны геометрически, то термодинамически они не устойчивы, с исчезновением дислокации понижается общая свободная энергия всего кристалла. Одако если силы, действующие на дислокацию, каким-либо образом уравновешены, она будет находиться в какой-то мере в метастабиль-ном состоянии. Чем ниже температура материала, содержащего дислокации, т, е. чем ниже свободная энергия решетки, окружающей дислокации, тем более устойчивым является метастабильное достояние дислокации. Вывести дислокации из такого состояния можно подводом к материалу энергии извне, прикладывая внешнюю неуравновешенную нагрузку или повышая температуру металла. [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...