Точечные дефекты кристаллической решетки

Рис. 12.34. Точечные дефекты кристаллической решетки а — незаполненный узел (вакансия) б — атом внедрения в — замещенный атом

Исходным лазерным материалом являются кристаллы фторидов и хлоридов щелочных металлов, а также фториды кальция и стронция. Используются также кристаллы с примесью. Воздействие на кристаллы ионизирующих излучений (v-квантов, электронов высоких энергий, рентгеновского и коротковолнового ультрафиолетового излучений) или прокалка кристаллов в парах щелочного металла приводит к возникновению точечных дефектов кристаллической решетки, локализующих на себе электроны или дырки. Стимулированное излучение возникает на электронно-колебательных переходах в таких образованиях. Схема генерации центров окраски аналогична схемам лазеров на красителе. [c.957]

Рассмотрим подробнее механизм упругого выбивания. Для того чтобы выбить атом из его положения в кристаллической решетке, ему надо передать энергию выше некоторой пороговой представляющей собой разность энергий связи в нормальном положении и в междоузлии. Экспериментально энергия Еа определяется по минимальной энергии электронного пучка, необходимой для создания точечных дефектов кристаллической решетки. Величина [c.650]

Теория точечных дефектов кристаллической решетки металлов и сплавов [c.23]

Наряду с объемной диффузией, которая протекает через точечные дефекты кристаллической решетки, в поликристаллическом теле имеются и дислокации, границы зерен, внутренние и наружные поверхности, через которые также протекает диффузия. В общем диффузия вдоль таких линейных и поверхностных дефектов, протекает быстрее, чем диффузия атомов через точечные дефекты в решетке кристалла. Имеются данные о том, что энергия активации диффузии по границам зерен в первом приближении равна примерно половине энергии активации объемной диффузии [62]. Вследствие более низкой энергии активации, относительное значение диффузии по границам зерен возрастает с увеличением тем- пературы медленнее, чем при объемной диффузии. [c.51]

В настоящее время установлена однозначная зависимость внутреннего трения от состояния дислокационной структуры и точечных дефектов кристаллической решетки. [c.164]

При напряжениях ниже уровня барьеров (т<то) наличие точечных дефектов кристаллической решетки и связанных с ними короткодействующих полей напряжений приводит к закреплению дислокаций у этих точек. Потенциальный барьер в точке закрепления U(x) может преодолеваться при напряжениях ниже уровня барьеров [42, 160, 164] за счет энергии термической флуктуации. Следовательно, вероятность отрыва дислокации пропорциональна вероятности появления термической флуктуации энергии величиной выше U (т). Частота такой флуктуации [128] [c.28]

Рис. 8. Точечные дефекты кристаллической решетки, вызванные чужеродными атомами (В, D), замещающими собственные (А), при соотношении радиусов Га >Гд(а) и г < гj (6)

Рис. 16. Виды точечных дефектов кристаллической решетки

Точечные дефекты кристаллической решетки — атомы внедрения и вакансии (лишний атом или отсутствие атома в узле решетки). Они могут возникнуть под действием тепловых колебаний. С ними связана дополнительная потенциальна энергия. Искажения перемещаются по решетке. Если атом внедрения встречается с вакансией, дефект решетки аннигилирует, выделяя энергию порядка Дж в виде упругого импульса. Сигналы такого уровня обычно не регистрируются. [c.172]

Экспериментальные данные показывают, что в реальном кристалле изменение теплоемкости в области фазовых переходов связано с влиянием дефектов кристаллической решетки. Наибольшее влияние оказывают термодинамически точечные равновесные дефекты, т. е. вакансии и межузельные атомы, так как они проявляются во всех условиях и притом наиболее значительно. Энергия образования межузельных атомов больше энергии образования вакансий. Поэтому главное значение имеют вакансии. Возрастание теплоемкости кристалла с приближением к точке перехода обусловлено изменением его параметра порядка. Изменение параметра порядка кристалла означает вместе с тем изменение концентрации вакансий, например, при температурах, меньших температуры перехода Т, концентрации вакансий с повышением температуры увеличиваются, а параметр порядка уменьшается, достигая нулевого значения в точке перехода. Изменение параметра порядка происходит скачкообразно при фазовых переходах первого рода и непрерывно при переходах второго рода. [c.238]

Пластическая деформация металлов осуществляется путем перемещения и накопления точечных, плоских и объемных дефектов кристаллической решетки. Элементарными единичными и коллективными носителями информации о несо- [c.142]

Наиболее полное объяснение механизму упрочнения дает теория дислокаций. Все процессы, происходящие в металлах и сплавах, как и их свойства, неразрывно связаны с характером и плотностью дефектов кристаллической решетки. Под дефектами кристаллического строения понимают нарушения в периодичности расположения атомов в пространстве, не связанные с тепловыми колебаниями атомов и упругими деформациями. В зависимости от протяженности различают три вида дефектов точечные, к которым относятся вакансии и межузельные атомы одномерные (линейчатые), к которым относятся дислокации, и двухмерные (пространственные), к которым относятся границы блоков, двойников, зерен. [c.96]

Одним из важнейших критериев пригодности материала для применения его в элементах конструкции является способность сохранять в рабочих условиях необходимый уровень механических свойств. Поэтому явлениям этого класса в табл. 2 уделено первое место. Механические свойства сильно подвержены воздействию облучения, так как механизмы движения дислокаций весьма чувствительны к дефектам кристаллической решетки, В облученном кристалле движущимся дислокациям необходимо преодолевать, кроме обычного рельефа Пайерлса и сил взаимодействия с исходными дислокациями и другими несовершенствами структуры, еще целый спектр барьеров радиационного происхождения изолированные точечные дефекты и их скопления, кластеры и дислокационные петли вакансионного и межузельного типов, пары, выделения, возникающие в результате ядерных превращений. Облучение, как правило, вызывает повышение пределов текучести и прочности, ускоряет ползучесть материалов, снижает ресурс пластичности, повышает критическую температуру перехода хрупко-вязкого разрушения. [c.11]

Помимо дислокаций, являющихся протяженными дефектами кристаллической решетки, существуют точечные дефекты в виде вакансий (пустот) и внедренных атомов, последние перемещаются между узлами кристаллической решетки. Образование вакансий связано с постоянными колебательными движениями атомов около их положений равновесия в узлах кристаллической решетки. Движение каждого отдельного атома является непериодическим и амплитуды его колебаний представляют собой случайные вели- [c.8]

Рис. 1.2. Дефекты кристаллической решетки а - точечные б - линейные в - плоскостные

По геометрическим признакам различают следующие виды дефектов кристаллической решетки точечные, линейные, поверхностные и объемные. [c.32]

Рассмотрим наиболее характерные дефекты кристаллической решетки металлов, известные под названием точечных и линейных. К точечным дефектам (соизмеримым с размерами атомов) относятся вакансии и внедренные атомы. Вакансии — это пустые узлы кристаллической решетки, т. е. места, где по той или иной причине отсутствуют атомы (рис. 1.4, я). [c.13]

Дефекты кристаллической решетки металлов можно разделить на четыре больших класса, включающие в себя точечные, линейные, поверхностные и объемные дефекты. [c.48]

До недавнего времени неупругую деформацию рассматривали как пластическую и считали ее необратимой. Пластическая деформация кристаллов происходит за счет движения дефектов кристаллической решетки — элементарных носителей деформации, в качестве которых выступают точечные дефекты и (или) дислокации. Важно подчеркнуть, что в общем случае расположение дислокаций и (или) точечных дефектов в новые последе-формационные позиции после снятия нагрузки могут оказаться стабильными, т. е. не предпочтительнее исходных. Следствием этого является практически полная необратимость неупругой деформации. Наблюдающееся на практике механическое последействие, связанное с некоторым обратным перемещением дефектов после разгрузки, не превышает 10 -10 относительной деформации и им можно пренебречь. [c.837]

Строение реальных кристаллов сугцественно отличается от строения идеальных кристаллов наличием различного вида дефектов. Дефекты кристаллической решетки играют очень важную роль в формировании и протекании процессов деформации и разрушения твердых тел. Дефекты в кристаллах подразделяют на точечные, од-Н0-, двух- и трехмерные [37, 73, 74, 279. [c.23]

По существующим представлениям возможны два механизма ускоренной радиационной ползучести. Первый механизм непосредственно обусловлен повышением концентрации дефектов кристаллической решетки, в результате чего ускоряются диффузионные процессы, в частности, процесс переползания дислокаций, так как известно, что дислокации являются стоками для избыточных точечных радиационных дефектов. [c.80]

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]

Как известно, носителями пластической деформации в твердых телах являются дефекты кристаллической решетки. Эти дефекты подразделяются на точечные (в основном вакансии), линейные — дислокации, а также границы зерен, которые вносят разнообразный вклад в пластическую деформацию. Движение и перестройка границ зерен определяют многие явления высокотемпературной ползучести. Здесь обратим внимание читателей на то, что в 70-е и 80-е годы большое внимание стало уделяться ротационным дефектам, которые об разуются в твердых телах при больших пластических дефо )мациях. Эти дефекты получили специальное название — дисклинации , и в их изуче ние большой вклад внесли ученые ленинградской школы по физическому материаловедению ). [c.6]

При исследовании процессов контактного взаимодействия наиболее важны вопросы фазовых превращений в зоне деформации, диффузионного перераспределения легирующих элементов твердых растворов под действием внешних факторов, образования и размножения линейных (дислокаций) и точечных (вакансий) дефектов кристаллической решетки, определения остаточных деформаций, преимущественной ориентации (текстуры), т. е. изменений внутренней структуры деформированных трением металлов и сплавов. Одним из преимуществ рентгеновского метода исследования материалов является то, что получаемые параметры структурного состояния являются усредненными по значительным объемам и обеспечивают удовлетворительную корреляцию с физическими свойствами изучаемых объектов. [c.67]

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]

Представим себе кристалл, не oдepяiaщий точечных дефектов при температуре абсолютного нуля. В таком кристалле точечные дефекты кристаллической решетки могут возникнуть при нагревании в результате теплового возбуждения. В течение достаточно долгой выдержки кристалла при постоянной температуре и давлении система приближается к состоянию равновесия, в котором устанавливается определенная концентрация дефектов, равновесная при данных условиях. Такими точечными дефектами являются появившиеся в результате теплового возбуждения вакансии и межузельные атомы металла, а такн е атомы в чужих подрешетках упорядоченного сплава стехиометрического состава. Равновесная концентрация таких дефектов при абсолютном нуле равна нулю. [c.34]

Отметим, что вакансии и межузельные атомы могут возникать двумя путями. Первый из них заключается в том, что какай-либо атом из узла решетки внутри кристалла, может, например, в результате теплового возбуждения перейти в соседнее межузельное положение. После этого возможна или рекомбинация, т. е. возвращение атома в свободный узел, пли переход его в более удаленное от вакансии межузельное положение. В последнем случае возникает пара точечных дефектов кристаллической решетки (в литературе часто называемая парой Френкеля) — вакансия и межузельный (или дислоцированный) атом ). Настоящая вакансия образуется лишь после того, как внедренный атом отойдет от нее с соседнего на более удаленное межузельное положение или вакансия заменится другим атомом, занимающим соседний с ней узел, в результате чего она удалится от внедренного атома. В дальнейшем внедренный атом может перемещаться мегкду узлами и вакансия может перемещаться по узлам, если ее будут замещать соседние атомы, находящиеся на узлах решетки. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока либо вакансия не встретится с внедренным атомом и не произойдет их рекомби- [c.36]

На всех стадиях деформирования поликристаллического вещества наблюдается смещение, в том числе остаточное, атомов от своих равновесных положений в кристаллической решетке. Это ведет к неупорядоченному изменению ее параметров (искажению). Отдельные атомы могут совсем уходить из узлов решетки в меяодоузлия, становясь межузельными (дислоцированными) и образуя вакансии, что ведет к росту числа точечных дефектов кристаллической решетки. [c.123]

Механизмы Френкеля и Шоттки в реальных кристаллах могут действовать независимо, и одновременно, а оба типа точечных дефектов — атомы в междоузлии и вакансии, двигаясь по кристаллу, дают свой вклад в общий массоперенос (диффузию) [38, 39]. Большое влияние на массоперенос оказывают также инородные примеси, растворенные в кристалле. В этом случае наряду с вакансиями и междоузель-ными атомами следует учитывать еще один тип точечных дефектов кристаллической решетки — дефекты замещения. Этим термином обозначают узлы решетки, занятые атомами другого сорта. [c.34]

Дополнительную информацию о поведении дислокаций под нагрузкой дают исследования внутреннего трения, так как его величина, характеризующая способность материала к рассеянию энергии колебаний с малой и большой амплитудой, может быть связана с плотностью и подвижностью дислокаций и точечных дефектов кристаллической решетки. Согласно теории Гра-нато—Люкке, дислокации в металле под действием приложенного знакопеременного напряжения совершают колебания подобно натянутой струне. Дислокации закреплены атомами примесей и узлами дислокационной сетки. [c.94]

Наряду с состояннямн, локализованными на точечных дефектах кристаллической решетки, локализованные состояния нрисутствуют па (одномерных) дислокациях и (двумерных) поверхностях. Поверхностным состояниям посвящен раздел Б гл. 2. [c.13]

При низкотемпературном облучении (100—200° С) наблюдается уменьшение кажуш.ейся скорости диффузии ксенона с увеличением дозы облучения [2901. Это уменьшение коэффициента диффузии Хе в плотной иОз может быть обусловлено точечными дефектами кристаллической решетки, возникаюши-ми под действием излучения. [c.84]

По аналогии с точечными, линейными и поверхностными дефектами можно наметить группу объемных дефектов. Объемные дефекты согласно классификации не являются малыми во всех трех измерениях. К ним можно отнести скопления точечных дефектов типа пор, а также системы дислокаций, распределенных в объеме кристалла. Другими словами, благодаря наличию в кристалле точечных, линейных и плоских дефектов кристаллическая решетка может отклоняться от идеальной структуры в больших объемах кристалла. Кроме того, к объемным дефектам, например в монокристалле, можно отнести кристаллики с иной структурой или ориентацией решетки. В структуре кристалла будут значительные различия между центром дефекта и матрицей, а в матрице возникнут смещения атомов, убывающие с удалением от ядра дефекта. Таким образом, наличие фаз, дисперсных выделений, различных включений, в том числе неметаллических, неравномерность распределения напряжений и деформаций в макрообъемах также относятся к объемным дефектам. [c.42]

Многие свойства металлов и сплавов сильно зависят от наличия, количества и распределения различных дефектов кристаллической решетки. Вакансии на узлах обуславливают диффузию в металлах и сплавах замещения. Внедренные в междоузлия атомы, также являющиеся точечными дефектами решетки, широко используются на практике для создания материалов с требуемым сочетанием свойств (большое влияние, которое оказывают внедренные атомы на свойства сплавов, уже было рассмотрено во введении). Дислокации обеспечивают протекание процессов пластической деформации. Всевозможные дефекты решетки, являющиеся препятствиями дви-зкепию дислокаций, используются для создания высокопрочных материалов. Электрооопротивление металла 3 л. л. Смпгипп [c.33]

В металлах структурное состояние определяется размерами зерен, блоков и других параметров микроструктуры и плотностью дефектов кристаллической решетки — линейных, точечных и т. д. При высокоскоростной деформации, контролируемой динамикой дислокаций, структурное состояние материала достаточно полно может быть охарактеризовано плотностью дислокаций и концентрацией дефектов различной физической природы на пути их движения. Обычно принимается, что с ростом пластической деформации возрастает плотность дислокаций,, изменяясь от начальной плотности Z-o до величины L — Lof en). Функция размножения чаще всего аппроксимируется линейной или степенной зависимостью (для области малых степеней деформации) /(е ) = 1где aj и xi — постоянные, характеризующие материал. [c.41]

В зависимости от размера дефекты металлов подразделяются на субмикродефекты, микродефекты и макродефекты. К субмикродефектам относят дефекты кристаллической решетки металлов, которые в зависимости от геометрических признаков подразделяют на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Субмикродефекты обнаруживают с использованием электронно-микроскопичес-кого, рентгеноструктурного анализа. [c.85]

Адсорбция примесей вызывает нарушения в построении кристаллической решетки, которая содержит точечные (вакансии и примеси), линейные (краевые и винтовые дислокации) и плоскостные дефекты. Высокая концентрация вакансий обуславливает резкое повышение скорости диффузионных процессов, количество дефектов в кристаллической решетке увеличивается. Дефекты кристаллической решетки оказывают существенное влияние на физические свойства образующихся осадков. В некоторых случаях на электроде возникает жидкоподобная структура — металлические стекла. Не имея границ зерен, они являются однородными метастабильными системами и часто обладают более высокой коррозионной стойкостью по сравнению с кристаллическими осадками такого же химического состава. [c.267]

При деформации трением по глубине деформированной зоны в несквлько микрометров создается резкий градиент -плотности линейных и точечных дефектов кристаллическои решетки, определяемый уровнем контактных давлений и температур, исходными характеристиками структуры материалов, природой смазочной среды. Под влиянием искажений кристаллической решетки изменяется подвижность атомов в сплавах, возникают значительные диффузионные потоки атомов легирующих элементов, направленные в сторону контакта сопряженной пары. В связи с этим выбор сплава для конкретных условий эксплуатации должен быть основан на закономерностях кинетики диффузионных процессов в зоне деформации, являющихся одним из ведущих звеньев создания материалов высокой износостойкости. [c.194]

Реальный единичный кристалл (т. е. монокристалл) или любое зерно поликристаллического металла не имеет идеально правильного расположения атомов по всему объе.му. В реальных кристаллах встречается большое количество дефектов, которые оказывают влияние на свойства металлов (сплавов) и их обработку. Различают следующие дефекты кристаллической решетки точечные, линейные и поверхностные. [c.20]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...