Дефекты строения кристаллов

В данной главе мы рассмотрим симметрию строения идеальных кристаллов, в следующей — структуру правильных кристаллов и методы их исследования. Все вопросы, относящиеся к дефектам строения кристаллов, будут обсуждены после рассмотрения динамики кристаллической решетки. [c.125]

Несовершенства (дефекты) строения реальных кристаллов металла. Описанная в предыдущем разделе кристаллическая решетка является идеальной. На основе физики твердого тела теоретически найдены механические характеристики, которые должны быть у кристаллов строго идеальной структуры. Сопоставление этих характеристик с обнаруживаемыми в опыте показывает значительное (в десятки и даже в сотни раз) превышение теоретическими значениями опытных. Последнее расхождение объясняется тем, что в реальных кристаллах всегда имеются отклонения от идеального характера атомной решетки, называемые несовершенствами или дефектами строения кристаллов ). Известны различные типы дефектов классификация их дана в табл. 4.3. [c.233]

Дефекты строения кристаллов [c.16]

Дефекты строения кристаллов 17 [c.17]

Рис. 1.37. Дефекты строения кристалла

В процессе пластической деформации в металлическом теле создается очень большое число дефектов строения кристаллов, на образование которых затрачивается работа и происходит поглощение энергии. Скрытая энергия деформации зависит от вида скорости и степени деформации, от структуры и химического состава металлического тела, от температуры и других факторов. [c.48]

Хорошо известно, что волноводы довольно часто и-быстро разрушаются (разламываются) по тем плоскостям, которые проходят через надрезы или резьбовые контакты. Очевидно, в таких случаях имеет место значительная концентрация чисто механических напряжений от бегущих ультразвуковых волн, вызывающих попеременное сжатие и растяжение всех слоев металла. Надо полагать, что концентрация напряжений получается и в микрообъемах, где имеют место дефекты строения кристаллов, посторонние включения, микротрещины и т. п. Концентрации напряжений способствуют более быстрому разрыхлению плотной упаковки зерен [c.110]

При превращении аустенита в перлит по диффузионному механизму рост кристаллов новых фаз сопровождается оттеснением дефектов строения к границам зерен, другими словами, дефекты (дислокации, вакансии, примесные атомы), ранее располагавшиеся по границам аустенитных зерен, перераспределяются на границы ферритных (перлитных). [c.239]

В модели, учитывающей электронное строение кристалла, энергия взаимодействия дефектов определяется взаимодействием соответствующих дефектам электрических зарядов, а также изменением энергии газа электронов проводимости решетки ионов при сближении дефектов от бесконечно большого до данного расстояния, [c.120]

В реальном кристалле металла имеются дефекты строения, которые принято делить на три группы точечные, линейные и поверхностные. Точечные дефекты малы во всех измерениях. Линейные дефекты охватывают в длину многие ряды атомов, однако их протяженность в двух других измерениях очень мала. Поверхностные дефекты малы только в одном измерении. [c.12]

Точечные дефекты бывают различных типов. Ионы, расположенные в узлах кристаллической решетки, совершают тепловые колебательные движения около положения равновесия. Величина среднего по всему кристаллу отклонения ионов от положения равновесия определяется температурой. Однако всегда имеются ионы, которые отклонились в данный момент от положения равновесия больше, чем другие. Отдельные ионы могут отклоняться настолько, что они уже не возвращаются обратно в положение равновесия. При этом в узле кристаллической решетки образуется пустое место — вакансия (рис. 1-5,а). Плотность вакансий, установленная косвенными методами, оценивается для отожженного металла в а для наклепанного, т. е. деформированного пластически при низких температурах, до 10 — в 1 см . Сместившийся из узла ион некоторое время не находит свободного узла в кристаллической решетке и оказывается в промежутке между другими ионами. Такой дефект строения называется смещением (рис. 1-5,6). 12 [c.12]

Линейные дефекты строения кристаллической решетки называются дислокациями. Они бывают нескольких типов линейные, винтовые, криволинейные и частичные. Наиболее простой их тип — линейная дислокация. Она может простираться в длину на многие тысячи параметров решетки и быть прямой или выгибаться в ту или иную сторону. Линейная дислокация схематически показана на рис. 1-6,а. Верхняя часть кристалла содержит атомную плоскость АВ, которая не имеет продолжения ниже точки В. Неполная плоскость АВ получается как бы лишней. Она называется экстраплоскостью. Край [c.13]

Влияние дефектов строения на прочностные характеристики металлов не однозначно. Если прочность практически бездефектных кристаллов, так называемых "усов", очень высока (см. рис. 1.3), то увеличение плотности дефектов до определенного количества приводит к ее резкому снижению (ветвь А). Точка характеризует прочность металлов, которые принято [c.10]

Третий период (с пятидесятых годов) связан с появлением гораздо более эффективного, чем рентгеновские лучи, ядерного излучения (быстрые нейтроны, а-частицы и т. д.), что наряду с применением электронной микроскопии и других совершенных методов лабораторного исследования обеспечило возможность более глубокого и всестороннего изучения строения реальных металлов. В кристаллах металлов удалось изменять расположение атомов, создавать там различные дефекты строения и изучать их взаимодействие, от которого зависят важнейшие свойства реальных металлов. [c.7]

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]

Дефекты строения реальных кристаллов [c.8]

В реальном кристалле всегда имеются дефекты строения. Установлено, что реальная прочность любого металла намного меньше прочности, полученной на основе теоретических расчетов. Например, известно, что предел прочности железа практически составляет около 300-10 Па (30 кгс/мм ). Однако теоретические расчеты показывают, что если у железа соблюдена закономерность расположения атомов, то для его разрушения необходимо приложить нагрузку 10-13 тыс. МПа (1000-1300 кгс/мм ). Причиной столь значительного расхождения между реальной и теоретической прочностью металлов является наличие у реальных кристаллов большого количества структурных дефектов. В результате этого связи между атомами нарушаются, и в сопротивлении действию внешних сил принимают участие не все атомы, составляющие данный кристалл, а только часть их. При отсутствии дефектов все атомы принимали бы участие в сопротивлении действию внешних сил, и тогда разрушить металл было бы значительно труднее. [c.8]

Вакансии не остаются неподвижными. Они могут перемещаться и объединяться в группы, образуя большие линейные дефекты. Такие дефекты называются дислокациями. В отличие от вакансий дислокации имеют большую протяженность. На рис. 1.3 представлена схема кристаллической решетки с дислокацией, характеризующейся отсутствием в нижней части кристалла одного ряда атомов, что приводит к нарушению связей между атомами. У мест расположения дислокаций наблюдается искажение строения кристаллов, вызывающее концентрацию напряжений, которые при воздействии на металл внешних сил могут быть причиной образования трещин. [c.9]

Эти три фактора должны быть взаимно согласованы и соответствовать увеличению, при котором затем исследуется структура. Слишком сильное травление может привести к избирательной местной коррозии, которая протекает с образованием геометрических фигур (ямок травления). Подобного рода ямки травления иногда получают преднамеренно для того, чтобы определить ориентацию кристаллов по отношению к окружающим их областям или чтобы судить о расположении или числе дефектов строения (главным образом дислокаций) кристаллитов. [c.25]

Плотность металла тесно связана с его структурой и атомным строением. Объем, занимаемый одним молем вещества, т. е. атомный объем определяют по формуле Кл = Л/р, где А — масса 1 моля. Следует иметь в виду, что при данном определении атомного объема в его величину входит доля межатомных пор, образующихся при формировании кристаллической решетки. -Поскольку Уд является усредненным параметром, он, как и плотность, будет зависеть от количества дефектов в кристалле. [c.67]

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]

Дадим качественную интерпретацию механизма возникновения слоистости в покрытиях. Как отмечалось, слоистость относится к дефектам роста кристаллов. Будем считать, что в процессе роста кристалл стремится к наиболее совершенному строению, что обеспечивается вытеснением примесного компонента, нарушающего - это строение, на фронт роста. Это допущение апробировано многочисленными работами по теории роста кристаллов. [c.79]

Всем реальным кристаллам н кристаллическим материалам даже в термодинамически равновесном состоянии присущи те или иные дефекты строения (вакансии, дислокации и другие отклонения от совершенной структуры), есте твенно, что измеряемая экспериментально прочность обычно имеет гораздо мень- [c.81]

Рис. 2. Дефекты строения металлических кристаллов а — со смещением атомов б — с образованием вакансий в — с об- разованием дислокаций.

В первой части (гл. 1—11) освещены известные, классические представления о строении кристаллов и. их свойствах. Изложены основные положения о симметрии кристаллов и о типах кристаллических решеток. Далее автор переходит к описанию термических и калорических свойств кристаллов и квантовомеханическому расчету теплоемкости кристаллов по Эйнштейну и Дебаю. В книге подробно развит термодинамический метод анализа важнейших свойств кристаллов, в особенности, для определения условий фазовых равновесий и полиморфных превращений. Последовательная термодинамическая трактовка проходит через все разделы книги и составляет в известном смысле ее логический стержень. Наряду с термодинамическими расчетами в ряде случаев используются методы, основанные на приближенной оценке межатомных взаимодействий. В этих главах сообщаются также элементарные сведения о кинетических закономерностях важнейших процессов, происходящих в кристаллах, в том числе—о процессах диффузии. Наконец, дается представление о реальной структуре кристаллов и о видах структурных дефектов. [c.11]

Классификация возможных структурных дефектов в рещетке кристалла возможна на основе их пространственной протяженности. Мы различаем поэтому точечные, линейные и поверхностные дефекты или соответственно нуль — мерные, одномерные и двухмерные дефекты. Важнейщие типы дефектов строения кристалла приведены ниже. [c.216]

Большая подвижность ионов в жидкости приводит к резкому ускорению реакций перехода фаз неустойчивых в данных условиях в устойчивые, образованию соединений в твердом виде, по отно шению к которым жидкость является уже насыщенной, и их кристаллизации из жидкой фазы. Таким образом, происходит непрерывное растворение тех фаз, по отношению к которым расплав является ненасыщенным, и кристаллизация других устойчивых в данных условиях. Это касается превращений мелких, богатых дефектами строения кристаллов в более крупные, обладающие более правильно построенной кристаллической решеткой. Количество жидкой фазы может доходить до 60%. Чем она подвижнее и чем ее строение более благоприятно для перекристаллизации, тем быстрее протекает процесс спекания. Количество, строение, по-. верхностное натяжение и вязкость жидкости легко контролируются введением различных добавок. Среди последних следует назвать полевой шпат или пегматит, сподумен, магнезиальные соединения и заранее подготовленные плавни. Превышение температуры плотного спекания сопровождается уменьшением уплотнения— вспучиванием. Максимальные температуры, допустимые при обжиге, определяются деформацией изделий и их вспучиванием за счет расширения воздуха в закрытых порах, выделения газов, растворенных в исходных материалах или образующихся в термической диссоциации некоторых окислов с переменной валентностью, например таких, как РегОз, Т10г. [c.90]

Следовательно, все начальные разрушения путем отрыва происходят в точках, где имеют место наиболее значительные внутренние дефекты строения кристалла, в точках, где находятся загрязнения, и на границах зерен всех структурных составляющих, обладающих меньшей способностью к пластической деформации по сравнению с исследуемым кристаллом. Если описанный процесс вызывает концентрацию напряжений, характеризуемую коэффициентом концентрации порядка 10 , то истинная прочность феррита при растяжении должна быть порядка 10 кПсм , так как теоретическое сопротивление идеальной кристаллической рен1еткн хрупкому разрушению путем отрыва бывает одного порядка с модулем упругости, т. е. в случае феррита — порядка 10 кПсм -. [c.152]

В любом реальном кристалле всегда имеются дефекты строения. Дефекты кристаллического строения подразделяются по геометрическим признакам на точечные (нульмерные), линейные (одномерные) и поверхностные (двумерные). [c.19]

Для пьезоэлементов из природного кварца обычно допускают температуру (—50) (+90)° G. Если необходима высокая стабилизация частоты, пьезоэлемент помещается в камеру (термостат), где автоматически по,пдерживается неизмененная температура. Природный кварц в последнее время заменяют синтетическим кварцем, имеющим ряд преимуществ. Так, добротность иьезоэлемента из природного кварца резко надает при нагревании до 250° С пьезоэлементы из синтетического кварца сохраняют высокую Добротность 5-10 при температуре до 500° С. Для устранения внутренних дефектов строения синтетического кристалла вырезанный из него брусок предварительно выдерживают при 500° С под напряжением в течение 48 ч создаваемая напряженность поля имеет величину 500 в1см и направлена по оси 2. После такой обработки из бруска кварца могут быть вырезаны пластинки под различными углами относительно осей х, у, z такие пластинки именуют срезами (рис. 11.6). > [c.161]

Влияние дефектов кристаллического строения на пластичность. П. к. полностью определяется дефектами строения кристалллгч. решётки. Подвижные дефекты являются носителями элементарных актов пластич. деформации. Направленное перемещение по кристаллу вакансий, межузельных атомов, краудионов, днслока-ций, двойниковых и межфазных границ вызывает в нём массоперенос, необратимое изменение размеров и фор- [c.634]

Металл состоит из большого числа кристаллов неправильной формы — зерен. Границы между отдельными зернами чистого металла служат местами скопления дефектов строения кристаллической решетки. При переходе от одного зерна металла к другому меняется направление кристаллической решетки. По границе между зернами имеется слой из атомов, принадлежащих частично кристалической решетке одного зерна, частично решетке другого. Причем, чем больше разница в ориентировке соседних зерен, тем больше несовершенств по границе между ними. Толщина пограничного слоя в чистых металлах порядка двух параметров кристаллической решетки. Атомы примесей в чистых металлах стремятся расположиться преимущественно по границам зерен, где кристаллическая решетка уже имеет несовершенства строения и где появление инородного атома вызывает меньшие дополнительные искажения. [c.18]

Приведенные здесь пределы прочности установлены экспериментальным путем. Они во много раз (в 100 раз и более) меньше теоретических значений, подсчитанных исходя из сил межатомных связей. Это объясняется отклонением строения реальных кристаллов металла от идеального троения криеталляческих решеток, т. е. несовершенством (дефектами) кристаллических решеток реальных металлов. Наибольшее влияние на снижение прочности металла оказывают чисто геометрические нарушения идеального строения кристаллов, называемые дислокацией. Другие нарушения (атомные пропуски—вакансии, расположение чужеродных атомов в межузлнях решетки и т. д.) незначительно влияют на прочность металла., [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...