Структурные вакансии

В сплавах вычитания имеются своеобразные нарушения периодичности решетки, связанные с наличием структурных вакансий. Пустые узлы решетки не появляются в таких сплавах путем термического возбуждения или какого-либо внешнего воздействия (например, пластической деформации или облучения). [c.28]

При этом линейному уменьшению суммарной энергии Ме—С-взаимо-действия противодействует нелинейное увеличение суммарной прочности гораздо более сильных по сравнению с карбидами металлов IV группы Ме—Ме-связей. Поэтому при увеличении числа структурных вакансий общая энергия химической связи в карбидах металлов пятой группы изменяется по сложному закону, что обусловливает, как показано на рис. 2, нелинейность зависимости теплоемкости карбида ванадия от состава. [c.151]

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

Кристаллические решетки зерна могут иметь различные структурные несовершенства точечные, линейные и поверхностные, которые возникают в результате образования вакансий — мест не занятых атомами дислоцированных атомов, вышедших из узла решетки дислокаций, возникающих при появлении в кристалле незаконченных атомных плоскостей примесных атомов, внедренных в кристаллическую решетку. [c.7]

С другого стороны, и пластическая деформация, и собственно разрушение являются по своей физической природе локальными процессами, и эта локализация пластической деформации и разрушение имеет свои специфические особенности на каждом структурном уровне. На микроуровне - уровне дефектов структуры (вакансий, дислокаций и т.д.) - развиваются свои процессы накопления микроповреждений, обусловленные перераспределением дефектов и увеличением плотности. Причем, поля внутренних напряжений на разных структурных уровнях также существенно различны и имеют разную физическую природу. Неодинаковы и концентраторы напряжений. На микроуровне это могут быть внедренные атомы, атомы замещения, дислокационные петли и [c.242]

Линейные дефекты малы в двух измерениях, в третьем они могут достигать длины кристалла (зерна). К линейным дефектам относятся цепочки вакансий, межузельных атомов и дислокации. Дислокации являются особым видом несовершенств в кристаллической решетке. С позиции теории дислокаций рассматриваются прочность, фазовые и структурное превращения. [c.265]

В вопросах, связанных с объяснением процессов деформирования и процессов нарушения структурного строения, приводящих к микроразрушениям и разрушению тел на части (собственно разрушению), механика деформируемого твердого тела опирается на достижения физики твердого тела. Это прежде всего использование представлений о различных видах межатомного взаимодействия, о нарушениях регулярной структуры кристаллических тел в виде дислокаций, вакансий, внедрений и законах их движения под действием приложенных сил. [c.6]

Физические свойства вещества в области фазового перехода первого рода испытывают характерную аномалию. На рис. 3.25 изображена экспериментальная зависимость теплоемкости от температуры для кристаллического натрия в области точки плавления, а на рис. 3.26 — теплоемкость Ср кристаллического кобальта в области структурного фазового перехода первого рода, когда гексагональная плотноупакованная решетка перестраивается в объемно-центрированную кубическую решетку. Возрастание теплоемкости Ср при подходе к точке плавления связано с увеличением концентрации точечных дефектов (вакансий по Шоттки) вследствие повышения температуры. [c.237]

Второй способ повышения реальной прочности металлов заключается в изменении структурного состояния материала при заданном постоянном уровне сил межатомных связей. Низкие значения прочности технических ЛОО металлов и сплавов объясняются неоднородностью структуры — наличием неравномерно распределенных несовершенств кристаллического строения (дислокаций, вакансий, чужеродных атомов) и границ зерен, а также металлургических дефектов (пор, химической неоднородности и т. д.). Это приводит к резкому снижению энергоемкости металла ( мех вследствие неоднородного характера поглощения энергии различными объемами металла, т. е. к уменьшению величин 1 5 и п [см. уравнение (10)]. [c.22]

Структурная чувствительность процесса разрушения в перлитных сталях объясняется следующими факторами. Фрагментация матрицы, вызванная фазовым наклепом, способствует появлению большого числа мест преимущественного зарождения микропор. Высокая плотность дислокаций в игольчатом сорбите обеспечивает интенсивный приток вакансий в пору и способствует более быстрому ее росту. Развитие процессов возврата приводит к ускорению деформирования металла при ползучести, появлению избытка вакансий тем в большей степени, чем выше исходная плотность дислокаций. Это также способствует быстрому росту пор. Высокая удельная плотность зародышевых пор и создание условий для интенсивного роста пор определяют наблюдаемый характер накопления повреждений в металле с сорбитной структурой. [c.18]

Поскольку концентрация и время жизни носителей тока в данном полупроводниковом приборе специально контролируются в процессе его изготовления, то эти характеристики предопределяют конкретную область применения прибора. Отклонения от заданных условий работы приводят к изменениям рабочих характеристик прибора, а они в свою очередь могут повлиять на работу всей цепи, в которую он входит. Иначе говоря, электрические свойства полупроводников зависят от типа и количества нарушений в кристаллической решетке. Поэтому не удивительно, что высокоэнергетические частицы, вызывая образование структурных дефектов и ионизацию атомов при прохождении через кристаллическую решетку, резко изменяют электрические свойства полупроводников. Ниже мы будем рассматривать как дефекты любые отклонения от нормальной кристаллической решетки и, в частности, инородные атомы, вакантные места в решетке (вакансии), промежуточные атомы (междоузлия), электроны и дырки в количествах, превышающих их равновесные концентрации, и т. д. Эти нарушения кристаллической решетки можно рассматривать как точечные, а нарушения другого типа — дислокации — как линейные дефекты. [c.278]

Таким образом, результаты исследований температурной эволюции структуры и свойств наноструктурного Ni, полученного ИПД, показывают, что при нагреве этого материала происходят сложные структурные изменения, связанные с развитием процессов возврата, рекристаллизации и роста зерен. Очевидно, природа возврата обусловлена прежде всего перераспределением и аннигиляцией дислокаций на границах и в теле зерен, приводящих к уменьшению внутренних напряжений (см. рис. 3.25). В то же время точечные дефекты здесь не играют существенной роли, поскольку электросопротивление, наиболее чувствительное к присутствию избыточных вакансий и межузельных атомов, остается постоянным вплоть до начала роста зерен (см. рис. 3.2а). [c.127]

Изменение структуры деформированного металла при нагреве и приближение ее к структуре недеформированного металла сопровождается уменьшением внутренней энергии (скрытой энергии наклепа) и восстановлением структурно-чувствительных свойств до значений, которыми металл обладал перед пластической деформацией. При этом свойства, структура и накопленная энергия могут восстанавливаться в несколько стадий. Это связано с неодинаковой подвижностью дефектов разного вида, зависимостью подвижности дефекта от характера дислокационной структуры и с различной степенью влияния разных дефектов на отдельные свойства. Так, подвижность вакансий много выше подвижности дислокаций. Подвижность дислокаций в материале, испытавшем только легкое скольжение, значительно выше, чем после множественного турбулентного скольжения. [c.136]

Важными характеристиками физического состояния поверхностных слоев являются микронапряжения, дисперсность и мозаичность структуры, наличие структурных несовершенств (дислокаций, вакансий), характер распределения примесей и легирующих элементов сплава. При оценке этих характеристик наиболее богатую информацию дает рентгеновский метод, к [c.17]

Основную роль в изменении параметров решетки спа играют точечные дефекты и их небольшие скопления. Петли внедренных атомов и вакансий не влияют на эти структурные характеристики [48, 80, 135]. [c.192]

ИДЕАЛЬНЫЙ КРИСТАЛЛ — физ. модель, представляющая собой бесконечный монокристалл, не содержащий примесей или структурных дефектов (вакансий, межу. ельных атомов, дислокаций и др.). Отличие реальных кристаллов от И. к. связано с конечностью их размеров и наличием дефектов. Наличия нек-рых до- [c.98]

В заключение разделов о диффузии внедренных атомов в металлах и сплавах отметим еще некоторые направления теоретических исследований в этой области. Систематическое рассмотрение процессов диффузии в фазах внедрения, в которых диффузионное перемещение атомев па узлах возможно в большинстве случаев благодаря тепловым вакансиям, а па междоузлиях обусловлено главным образом структурными вакансиями в под-решетке междоузлий, привело к созданию модели дырочного газа , широко применяемой к сплавам внедрения [18 — 22]. В рамках этой модели были проанализированы возможности различных механизмов диффузии внедренных атомов, в частности, механизма, при котором внедренный атом мон ет совершать переходы и в тепловые вакансии на узлах с последующим переходом в другую структурную вакансию на междоузлиях [19]. Исследовано было такн е влияние ближнего порядка в сплавах внедрения и концентрации сруктурных вакансий на параметры самодиффузии внедренных атомов [21]. [c.319]

Исследовано влияние высокого давления (10-27)-10 МПа на скорость роста фазы со структурой у-латуни в двойной системе Rh-Zn в результате отжига при температуре 400-450 °С [1]. Сделан вывод, что в области фазы у (Rh Znji), имеющей дефектную решетку, процесс диффузии осуществляется по структурным вакансиям, концентрация которых значительно выше равновесной. [c.178]

Монокарбиды переходных металлов МСу входят в группу сильно нестехиометрических соединений. В неупорядоченном состоянии монокарбиды МСу имеют кубическую структуру Bin могут содержать до 50 % структурных вакансий в неметаллической нодрешетке [38]. При температуре ниже 1300 К структура В1 становится неустойчивой и в нестехиометрических карбидах происходят фазовые переходы беспорядок-порядок, приводяш ие к образованию унорядоченных фаз со сложными сверхструктурами [124-127]. Превраш ения порядок-беспорядок в карбидах являются фазовыми переходами первого рода [38,124-126] со скачкообразным изменением объема [126,128]. Однако процесс упорядочения является диффузионным и поэтому превраш ение происходит не мгновенно, а в течение нескольких десятков минут. Карбиды синтезируют при температурах 1400-1800 К, которые выше, чем температуры фазовых превраш ений беспорядок-порядок Ttrans При охлаждения от температуры синтеза до комнатной температуры нестехиометрический карбид переходит через температуру упорядочения и стремится в упорядоченное состояние. Если охлаждение осуш ествляется быстро, то процесс упорядочения не успевает закончиться и нестехиометрический карбид остается в метастабильном неупорядоченном состоянии. Из-за различия параметров решеток неупорядоченной и упорядоченной фаз в образце возникают напряжения, которые с течением времени приводят к растрескиванию кристаллитов по [c.53]

ЛОСЬ получить пикнометрическую плотность, равную 5,62 г/см п совпадающую с теоретической плотностью. Достижение теоретической плотности в результате отжига означает, что металлическая подрешетка не содержала структурных вакансий и пониженная нервоначальная плотность была обусловлена адсорбированными примесями воды и кислорода. Хотя после отжига при 900 К на поверхности нанокристаллитов еще остается один-два атомных слоя оксидов, разницу между теоретической и пикнометрической плотностью обнаружить не удается, так как содержание поверхностной оксидной фазы менее 0,1 масс.%, а плотности оксидов и карбида ванадия близки по величине. [c.59]

Из спектров видно, что среднее время жизни позитронов в нанопорошке существенно превышает таковое в поликристалле. В спектре крупнокристаллического образца карбида ванадия присутствует только короткий компонент 157 =Ь 2 не, который соответствует аннигиляции позитронов в структурной вакансии углеродной подрешетки [137,138]. Количественный анализ спектра порошкового образца показал, что в нем наряду с коротким компонентом, равной 157 =Ь 2 не, присутствует длинный компонент 500 ПС с относительной интенсивностью /2 = 7%. Согласно [136] длинный комнонент обусловлен аннигиляцией позитронов в дефектах на поверхности частиц. Захват позитронов структурной вакансией означает отсутствие диффузии позитрона на большие расстояния в этом случае интенсивности комнонент пропорциональны объемным долям фаз, содержаш их дефекты разного типа. Таким образом, величина относительной интенсивности длинного компонента I2 совпадает с объемной долей поверхности AVqob = D-S/V в нанопорошке карбида ванадия. Оценка показывает, что поверхностный слой имеет толш ину AD от 0,5 до 0,7 нм и соответствует 3-4 атомным монослоям. [c.60]

Движение вакансий задерживается скоплениями примесных атомов, границами фаз и структурных составляющих, поверхностями кристаллических блоков (внутрпзеренные кристаллические образования размером в несколько сотых долей микрона). Распространение первичных трещин эффективно блокируют включения пластичных фаз, расположенные на пути трещины, в которых происходит релаксация напряжений. Измельчение кристаллических блоков, увеличение степени нх разориентировки, а также искажения атомно-кристаллической решетки, вносимые при.чесями и возникающие при наклепе, выделении вторичных фаз и образовании неравновесных (закалочных) структур, сокращая пробег дислокаций, повышают [c.290]

Необходимо отметить, что при переходе в более высоколежащую зону переходного слоя - в область нестехиометрии - взаимодействие дефектов кристаллической решетки со структурой составляющего данную решетку набора частиц играет роль предвестника новой фазы. Например, в решетке РеО избыточные вакансии в катионной подрешетке образуют ассоциаты дефектов - кластеры из двух вакансий в подрешетке Ре и межузельного атома Ре Когда таких кластеров становится много, то они распределяются упорядоченно [75] - в этом пределе кластеры становятся структурными элементами решетки другого соединения - Рез04, Именно в этой части дефекты решетки следует называть не вакансиями, а дефектами решетки вычитания на базе кристаллической решетки объемной фазы, либо на базе кристаллической решетки стехиометрического соединения частиц обеих граничащих фаз - в зависимости от химических свойств объемных фаз и внешних условий (температуры., давления и др.). [c.122]

Дрейф точечных дефектов (вакансий) в образующихся локальных полях неоднородных напряжений способствует локализации деформации в переходных зонах между недеформируемыми структурными элементами и активизирует квазивязкие диффузионные механизмы переориентации кристаллической решетки в процессе диссипации энергии. Так, в экспериментах при растяжении тонкой бериллиевой фольги [80] наблюдали, что продвижение трещины происходит за счет образования микропор по границам ячеек. При этом активизируется процесс притяжения дислокаций к поверхности трещины, что также является самовоспроизводящимся процессом формирования будущей поверхности у вершины трещины. [c.130]

Учебное пособие написано в рамках чтения лекций в МГТУ им. Н.Э. Баумана по курсу Конструкционная прочность машиностроительных материалов на факультете Машиностроительные технологии (кафедра Материаловедение ) и предназначено для студентов, обучающихся на материаловедов и машиностроителей. Среди механических свойств конструкционных металлических материалов усталостные характеристики занимают очень важное место. Известно, что долговечность и надежность машин во многом определяется их сопротивлением усталости, так как в подавляющем большинстве случаев для деталей машин основным видом нагружения являются динамические, повторные и знакопеременные на1 рузки, а основной вид разрушения - усталостный. В последние годы на стыке материаловедения, физики и механики разрушения сделаны большие успехи в области изучения физической природы и микромеханизмов зарождения усталостных трещин, а также закономерностей их распространения. Сложность оценки циклической прочности конструкционных материалов связана с тем, что на усталостное разрушение оказывают влияние различные факторы (структура, состояние поверхностного слоя, температура и среда испытания, частота нагружения, концентрация напряжений, асимметрия цикла, масштабный фактор и ряд других). Все это сильно затрудняет создание общей теории усталостного разрушения металлических материалов. Однако в общем случае процесс устаттости связан с постепенным накоплением и взаимодействием дефектов кри-сталтгической решетки (вакансий, междоузельных атомов, дислокаций и дискли-наций, двойников, 1 раниц блоков и зерен и т.п.) и, как следствие этого, с развитием усталостных повреждений в виде образования и распространения микро - и макроскопических трещин. Поэтому явлению усталостного разрушения присуща периодичность и стадийность процесса, характеризующаяся вполне определенными структурными и фазовыми изменениями. Такой анализ накопления струк-туршз1х повреждений позволяет отвлечься от перечисленных выше факторов. В учебном пособии кратко на современном уровне рассмотрены основные аспекты и характеристики усталостного разрушения металлических материалов. [c.4]

Рассмотрены изменения дефектной структуры реального твердого тела вследствие перераспределения, возникновения и развития или исчеановения протяженных структурных неоднородностей. Последовательно описано консервативное движение дислокаций и их систем, детально проанализировано влияние взаимодействия атомов примеси и вакансий, а также атомов различных примесей на протекание указанных процессов. Особое внимание уделено анализу диффузионных процессов при развитии высокотемпературной коррозии простой углеродистой и легированной сталей. [c.54]

Следовательно, пластическая деформация, ползучесть, неупру-гость и разрушение связаны со структурно-чувствительными свойствами и должны рассматриваться применительно к кристаллам, не обладающим идеальным строением. Пластическая, деформация металлов н сплавов в холодном состоянии осуществляется только движением дислокаций (пластическое течение). По мере развития пластической деформации возрастают плотность дислокаций, концентрация вакансий, полигонизация, происходит измельчение зерен, образование текстуры. Это приводит к усилению искажений кристаллической решетки, к ее разрыхлению, к изменению структурно-чувствительных свойств прочности, пластичности, твердости, ползучести, внутреннего трения и других физико-механических свойств. Особенно заметно увеличиваются прочностные свойства и снижаются пластические. [c.28]

Результаты анализа структурных изменений в тонких поверхностных слоях свидетельствуют, что явление ИП характеризуется определенными структурными изменениями, которые являются необходимыми условиями эффекта безызносности. К ним относятся образование на поверхности образцов пленки чистой меди со специфическими свойствами, обусловленными низкой плотностью дислокаций и высокой степенью насыщенности точечными дефектами (вакансиями), и одновременное обеднение легирующими элементами поверхностных слоев сплавов. [c.26]

Тонкие пленки, полученные различными методами осаждения, имеют большое количество структурных дефектов таких как дислокации, границы зерен, вакансии, примесные атомы и др. Согласно правилу Матиссена суммарное удельное сопротивление грязной пленки определяется выражением [c.438]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...