Структурные несовершенства в реальных кристаллах

За редкими исключениями, кристаллы и кристаллиты, образующие поликристаллы, обладают различными типами структурных дефектов. Знание типов, способов образования, а также влияния структурных дефектов на различные процессы и свойства твердых тел совершенно необходимо для современных специалистов по физике твердого тела. Понятие реальный кристалл чрезвычайно широко. При малой концентрации структурных несовершенств реальный кристалл в пределе переходит в идеальный, приобретая качественно новые свойства. При большом содержании дефектов реальный кристалл в пределе приобретает аморфную структуру и свойства, характерные для аморфного состояния. Воздействие на реальную структуру твердых тел является одним из способов управления их свойствами. Например, в зависимости от концентрации точечных дефектов коэффициент диффузии в металлах может меняться на семь порядков, в таком же диапазоне меняется электропроводность полупроводника. Техническая прочность твердых тел отличается от теоретической (предельной) на три-четыре порядка. Исключив возможность влияния несовершенств, можно реализовать теоретическую прочность. Каждому понятно, насколько это важно для практических целей. [c.6]

I. СТРУКТУРНЫЕ НЕСОВЕРШЕНСТВА В РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛАХ [c.27]

Кристаллические решетки могут иметь различные структурные несовершенства, существенно изменяющие свойства материала. Реальный единичный кристалл всегда имеет свободную (наружную) поверхность, на которой уже вследствие поверхностного натяжения решетка искажена. Это искажение может распространяться и на прилегающую к поверхности зону. [c.9]

В настоящее время установлено, что реальные кристаллы металлов, в отличие от идеальных, обладают рядом структурных несовершенств или дефектов, т. е. отклонений от правильного геометрического строения. Оказалось, что многие очень важные механические и физические свойства и процессы, происходящие в структуре металлов, тесно связаны с несовершенствами (дефектами) строения их кристаллов, которые обычно разделяют на три группы — точечные, линейные и поверхностные. [c.20]

Элементарный акт сдвига — это смещение одной части кристалла относительно другой на одно межатомное расстояние (рис. 5.3). В идеальном кристалле в скольжении должны одновременно участвовать все атомы, находяш иеся в плоскости сдвига. Для такого синхронного жесткого сдвига требуется, как показывают расчеты, критическое касательное напряжение Гкр = С/2тг 0,16G G — модуль упругости при сдвиге). Величину Ткр называют теоретической прочностью кристалла. В реальных кристаллах для сдвига на одно межатомное расстояние требуются напряжения около 10 G, что в 1000 раз меньше теоретического значения. Низкая прочность реальных кристаллов обусловлена их структурным несовершенством. [c.124]

В действительности, в реальных металлических кристаллах явления дислокации протекают по значительно более сложной объемной схеме, будучи осложнены различными побочными факторами (различного рода геометрическими и структурными несовершенствами решетки). Так, например, свободная линейная дислокация связывается влиянием некоторых легирующих примесей, присутствующих в металлах в виде растворов внедрения и т. п. [c.44]

Самце разнообразные дефекты, несовершенства и другие нарушения порядка, встречающиеся в реальных кристаллах, приводят к различным дифракционным эффектам, включая видоизменения резких максимумов в узлах обратной решетки и непрерывного распределения интенсивности областей фона между этими максимумами. Эти эффекты представляют интерес не только потому, что указывают на ограниченность используемой для целей структурного анализа модели идеального кристалла, но также и потому, что они дают одно из наиболее действенных средств для изучения природы дефектов в кристаллах. [c.149]

КРИСТАЛЛЫ — однородные твердые тела, которые имеют естественную форму многогранников. К. характеризуются правильным пространственным расположением атомов, образующих кристаллическую решетку. Однако схема К. с правильным пространственным расположением атомов является идеализированной. Реальные кристаллы имеют в своем строении ряд структурных несовершенств (см. Дефекты кристаллической решетки). [c.70]

Таким образом, реальный металлический кристалл содержит атомно-кристаллические (вакансии, дислокации) и структурные (блоки, фрагменты) несовершенства. [c.33]

В реальных веществах разрушение всегда осуществляется за счет каких-либо неоднородностей или несовершенств кристалла. Есть два полярных случая такого поведения на элементах структуры, существовавших до начала деформации вследствие создания новых структурных разновидностей несовершенств. Примерами служат обнаруженный в [186] и исследованный в [184, 9, 54] механизм вязкого зернограничного разрушения iia исходных границах зерен и механизм разрушения по границам фрагментов, образующихся в процессе деформации [182, 133]. [c.65]

Макроскопическое строение пленок. Электроизоляционные неорганические пленки, образующиеся на реальной поверхности подложки, в определенной мере отражают ее гетерогенное строение. Присутствие на этой по верхности различного рода загрязнеиий, топографических и структурных несовершенств может привести к появлению в ЭПП локальных нарушений сплошности или флуктуаций толщины, инородных включений или образований другой фазы, например кристаллов в аморфной пленке. Нарушение состава ЭНП может возникнуть и за счет захвата за-17 [c.259]

Реальное строение металлических кристаллов. Порядок в располо-женнп атомов (упаковка), показанньн при описании элементарных ячеек кристаллической решетки, имеется не по всему объему кристалла (кристаллической решетки). В действительности реальный кристалл в отличие от идеального имеет структурные несовершенства точечные, линейные и поверхностные. [c.6]

Однако в 1934 г. Тейлор, Орован и Поляки независимо друг от друга высказали мысль о том, что металлические кристаллы имеют такие дефекты структуры, как например дислокации, и что механические свойства этих кристаллов в сильной степени зависят от числа структурных дефектов. В настоящее время достоверность этих соображений не вызывает никаких сомнений, и в связи с этим при анализе структуры необходимо учитывать как идеально правильное расположение атомов, на котором базируются представления об идеальной кристаллической структуре, так и действительную, или реальную, структуру, которая может иметь структурные несовершенства нескольких видов. [c.41]

Представления об идеальной кристаллической решетке дают правильную ориентацию для объяснения и построения количественной теории упругости или теплового расширения, но совершенно недостаточны для понимания структурно-чувствительных свойств (пластичности, прочности, диффузии и пр.). Физика этих явлений, основанная на концепции существования несовершенств в атомной решетке, получила распространение еще в 30-х годах двадцатого столетия и позволила понять основные иричины реально наблюдаемого механического поведения кристаллов. Особенно плодотворной оказалась теория дислокаций, обеспечившая исключительно бурное развитие физики пластичности и разрушения. Однако по мере ее развития, углубления, накопления новых экспериментальных фактов все более утверждалось мнение о том, что теория дислокаций в ее классическом виде может быть рационально использована лишь для ограниченного ряда простых конкретных ситуаций — прежде всего при формулировке отдельных частных моделей пластической деформации или разрушения. Ни одна из серьезных попыток последовательного использования дислокаций для создания теории макроскопических механических свойств не увенчалась успехом. Можно с уверенностью утверждать, что теория дислокаций не привела к созданию инженерной теории прочности. [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...