Дефекты строения реальных кристаллов

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 реальных кристаллов [c.8]

Модуль упругости Е практически не зависит от химического состава и термической обработки стали. Приведенный здесь предел прочности установлен экспериментальным путем. Он 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 строения кристаллических решеток, т. е. несовершенством (дефектами) кристаллических решеток реальных металлов. Наибольшее влияние на снижение прочности металла оказывают [c.37]

Несовершенства строения реального кристалла (точечные дефекты, дислокация, деформации и т. д.), ес-МШ их присутствие не ведёт к изменению рассеивающей [c.75]

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]

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]

Строение реальных кристаллов. Исследованиями структур кристаллов доказано, что указанные выше кристаллические решетки являются идеальными кристаллами. Реальные кристаллы имеют значительные отклонения в строении решетки (фиг. 5). Причины, вызывающие искажение кристаллической решетки, различны температурные условия, при которых образуются кристаллы (нагрев и скорость охлаждения, условия охлаждения), напряжения в металле, вызываемые механическими воздействиями. При этом происходят смещения атомов в кристалле, называемые дислокациями, образуется решетка с узлами, не заполненными атомами (фиг. 6). Эти дефекты в кристаллической решетке приводят к резкому ухудшению свойств металлов, особенно механических, благодаря чему область [c.11]

Современные методы исследования строения кристалла позволили установить, что в строении реального кристалла металла имеются дефекты. Дефекты или несовершенства внутреннего кристаллического строения реальных металлов принято делить на точечные, линейные и поверхностные. Точечные дефекты малы во всех измерениях. Линейные дефекты охватывают в длину многие ряды атомов, однако их протяженность в двух других направлениях, поперек линии распространения дефектов, очень мала. Поверхностные дефекты малы лишь в одном измерении. [c.15]

Исследование строения металлов при помощи электронного микроскопа и рентгеновский анализ показали, что строение реальных кристаллов металлов в отличие от идеальных характеризуется большим количеством несовершенств (дефектов), влияющих на свойства металлов. В ряде случаев искажение кристаллической решетки вызывается дислокациями — нарушениями правильного кристаллического строения вследствие отклонения отдельных атомов или их групп от положения устойчивого равновесия. Дислокации возникают в процессе кристаллизации металла из расплава. [c.61]

Дефекты в реальных кристаллах искажают кристаллическую решетку, оказывают существенное влияние на все свойств материала, поэтому знание дефектного строения и управление им при создании материалов и изделий имеет большое значение. [c.34]

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]

Выкрашивание наступает в результате накопления усталостных повреждений в поверхностном слое твердого тела и имеет статистическую природу. Реальные металлы состоят из мелких кристаллов (кристаллитов) неправильной формы. Они различным образом ориентированы в пространстве и имеют разные механические характеристики в различных направлениях. Дефекты кристаллического строения (границы кристаллов, дислокации, ва- [c.196]

Кристалл растет последовательными слоями путем образования на его поверхности двумерных зародышей критического размера. Существенную роль при росте играют дефекты структуры. Если даже кристалл обладает совершенной структурой, поверхность его может быть несовершенной и состоять из ступенчатых террас — каждая ступень образуется слоем атомов или молекул. Наблюдения действительно показывают, что плоскости реальных кристаллов часто имеют ступенчатое строение, что подтверждает механизм роста за счет образования двумерных зародышей. [c.180]

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]

Дефекты кристаллического строения. Реальный металлический кристалл всегда имеет большое количество дефектов кристаллического строения, которые нарушают периодичность расположения атомов в кристаллической решетке. Дефекты оказывают значительное влияние на свойства металла. По геометрическим признакам они подразделяются на точечные, линейные и поверхностные. [c.12]

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]

Двухмерные дефекты. Прежде всего, реальные кристаллы имеют мозаичную структуру. Они построены из блоков правильного строения, расположенных лишь приблизительно параллельно друг другу. Размеры блоков колеблются от 10 м до 10 м, величина углов между ними — от нескольких секунд до десятков минут. Поэтому кристаллическая решетка в местах соприкосновения блоков искажена по сравнению с решеткой идеального кристалла. Еш,е большее искажение наблюдается у границ зерен поликристалла, так как ориентация зерен друг относительно друга может отличаться на десятки градусов. Эти виды дефектов относятся к двухмерным (плоским) дефектам. [c.30]

Влияние всех этих факторов на механизм разрушения целесообразно рассмотреть начиная со случая работы деталей при умеренных температурах (ниже минимальной температуры рекристаллизации, т. е. в два раза более низкой, чем температура плавления соответствующих материалов) и при монотонно возрастающей нагрузке. В этом случае существуют два основных механизма разрушения материала первый характеризуется доминирующей ролью пластического течения, а второй — распространением трещин. Способность металлических кристаллов к пластической" деформации, определяющая пластичность металлов при умеренных температурах, объясняется с позиции теории дислокаций, которую развивает раздел физики твердого тела, называемый дислокационной физикой. Эта теория исходит из того положения, что хотя кристаллы имеют строго периодическое строение, но в реальных кристаллах даже в условиях идеального термодинамического равновесия возможно существование дефектов кристаллической решетки. [c.80]

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]

Реакционная способность кристаллов находится в тесной связи со структурой кристаллов, особенно с их реальной структурой. При наличии определенных дефектов на поверхности или внутри кристалла скорость реакции может повыщаться по сравнению со скоростью реакции с идеальны.м кристаллом па порядки величин. Таким образом нужно делать различие между реакциями с кристаллом, имеющим более или менее идеальное строение, и кристаллом, который испорчен дефектами решетки. Дефекты решетки изменяют химические потенциалы на поверхности кристалла. При наличии этих зон, отличающихся своим энергетическим состоянием, происходит избирательная реакция. Поэтому специфические химические реакции могут быть привлечены для характеристики реального строения. [c.394]

Реальные кристаллы диэлектриков не могут не иметь дефектов строения, примесей и пр. Это создает возмож- [c.29]

Дислокациями называют линейные несовершенства или одномерные дефекты кристаллических решеток реальных металлов, представляющие собой особые нарушения кристаллического строения, связанные с отклонениями реальных кристаллов от идеального их строения. [c.63]

Увеличение количества дефектов кристаллического строения способствует повышению прочности реальных кристаллов. [c.10]

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]

ДЕФЕКТЫ СТРОЕНИЯ В РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛАХ [c.34]

При стремлении температуры к абсолютному нулю в идеальном кристалле число фононов будет стремиться к нулю и удельное электросопротивление также будет стремиться к нулю. Однако реальные кристаллы обладают дефектами строения. Поэтому при низких температурах подвижность определяется рассеянием электронов на дефектах, в основном на точечных (в первую очередь на атомах примеси). [c.229]

СТРУКТУРНЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ (дефекты) в металлах и сплавах — локальные нарушения правильности строения решетки. С. н. всегда присутствуют в реальных кристаллах и определяют многие их фи н1ч. свойства. С. п. делятся на а) точечные (напр., вакансии, атомы растворенного вещества в твердых растворах внедрения и замещения и т. и.) [c.97]

Между атомами нижнего ряда 6 и верхних рядов 5 и 6 образуется неестественная схема связей, при которой с каждым атомом нижнего ряда 6 связаны два атома верхних рядов 5 и б. Такое несовершенство структуры будет наблюдаться вдоль всего ряда 6—6 оно носит линейный характер и называется линейной дислокацией. Количество дислокаций в каждом реальном кристалле велико — около 10 на 1 см . Дислокации возникают уже в процессе первичной кристаллизации, и их следует рассматривать как неизбежные дефекты строения кристаллических тел. [c.26]

Атомная решетка реальных кристаллов не является идеальной по построению. Дефекты кристаллической решетки (рис. 1.4) в виде вакансий 1 или дислокаций 2 приводят к созданию областей с повышенной свободной энергией в результате отсутствия уравновешенных связей. В местах с повышенной свободной энергией активность прилежащих атомов повышена, поэтому выход дефектов кристаллического строения на свариваемые поверхности создает условия, требуемые для образования центров схватывания. Движению и выходу на поверхность дефектов кристаллического строения способствует деформация свариваемых поверхностей. Показателем способности металла к выходу дислокаций на поверхность при деформации может служить энергия активации сдвига [c.12]

Строение реальных кристаллов отличается от идеальных. В реальных кристаллах всегда содержатся дефекты, которые подразделяют на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Размеры точечного дефекта близки к межатомному расстоянию. У линейных дефектов длина на несколько порядков больше ширины у поверхностных дефектов мала толш ина, а ширина и длина больше ее на несколько порядков. Объемные дефекты (поры, трещины) имеют значительные размеры во всех трех направлениях. [c.31]

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]

А. X. Коттреллом [6] и развитых другими авторами [4, 13—17]. В сравнении с кристаииизацией жидкости основными особенностями фазового превращения в анизотропной твердой среде являются 1) определенная связь между кристаллографическими ориентировками исходной фазы и зародышей новой фазы 2) возникновение внутренних напряжений и деформаций при образовании и росте зародышей новой фазы 3) значительно меньшая диффузионная подвижность атомов 4) наличие несовершенств в строении реальных кристаллов и поликристаллов (в виде точечных и линейных дефектов, границ блоков, двойников, плоскостей сдвига и границ зерен), а также наличие химической неоднородности (в сплавах). [c.13]

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]

При образовании дефектов решетки в кристаллах металла нарушается межатомная связь, уменьшается одновременное участие атомов в сопротивлении деформации, понижается степень использования межатомной связи, что приводит к снижению прочностных свойств металла. Схематически эта зависимость показана на рис. 7. Чем больше дефектов решетки и чем глубже нарушено строение решетки, тем ниже прочность металла. В реальных поликристаллических металлах снижение прочности вызывают не только дислокации, граничащие с монокристалликами, т. е. блоками или областями когерентного рассеяния рентгеновских лучей, но и другие дефекты решетки, расположенные на границах зерен, субзерен, инородных включений и т. п. [c.39]

В совершенном кристалле должно быть правильное периодическое расположение атомов, простирающееся до бесконечности. Но в действительности таких кристаллов не существует. В реальных кристаллах правильное строение всегда имеет определенные нарушения — дефекты. Все дефекты в кристаллах разделяют на четыре группы точечные, линейные, поверхностные (плоские), объемные. Точечные дефекты бесконечно малы в трех измерениях, к ним относятся вакансии — узлы кристаллической решетки, не занятые атомами, дислоцированные атомы, расположенные в междуузлиях, атомы примесей и т. п. Линейные дефекты малы в двух измерениях, а в третьем имеют значительную протяженность. К ним относятся дислокации. Дефекты упаковки — нарушения в чередовании плотноупа-кованных атомных плоскостей, границы двойников и т. д. — от- [c.278]

Локальные песовершенства (дефекты) в строении кристаллов пр11сущи всем металлам. Эти нарушегтя идеальной структуры твердых тел оказывают существенное влияние на нх физические, химические, технологические и эксплуатационные свойства. Без использования представлений о дефектах реальных кристаллов невозможно изучить явления пластической деформации, упроч-нени.е и разрушение сплавов и др. [c.9]

Стыки зерен, отличающихся значительной кристаллической разориентировкой, характеризуются наибольшей искаженностью пограничных слоев решетки по сравнению с другими дефектами, причем, если представить границы имеющими дислокационное строение и трехатомную толщину, как это предполагает Мак Лин [40], максимальная концентрация растворенных атомов в граничных сегрегациях может достигать 30 ат. %. Однако практически достигнутые сегрегации определяются температурой и временем процесса, а также величиной Q. При этом очевидно, что для любого реального кристалла должен быть диапазон значений Q, так как степень искаженности решетки может меняться в определенных пределах как от границы к границе, так иногда и вдоль одной изогнутой границы, а также в зависимости от концентрации и сорта атомов прочих легирующих элементов. Поэтому на одних границах сегрегации адсорбированных атомов будут более выражены, чем па других и вдоль отдельных участков границ могут быть перавномерпы и повторять прерывистость искаженных областей, в зависимости от угла ра-зориентировки зерен (в малоугольных до 15° — сплошные, между 15—35° — прерывистые, выше 35° — опять сплошные). [c.95]

Дефетщ кристаллической решетки. В строении любого реального кристалла всегда имеются несовершенства (дефекты). Дефекты кристаллического строения подразделяют по геометрическим признакам на точечные, линейные и поверхностные. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...