Дефекты и диффузия

В работе активация образцов протонами была использована для измерения диффузионных характеристик покрытий, для выяснения механизма и скорости переноса кислорода в пористых, расплавленных и предварительно обожженных покрытиях. В зависимости от температур начала размягчения покрытия можно расположить в следующий ряд ЭВТ-8 (500° С), ЭВТ-24 (650° С), ЭВТ-100 (720° С). От тугоплавкости материалов покрытий зависит время, затрачиваемое на переход пористого шликерного слоя в расплавленное состояние и, следовательно, продолжительность ускоренной диффузии кислорода по дефектам и порам. [c.173]

Применительно к диффузии катионов возможны следующие рассуждения. Положим, имеется щелочно-силикатное стекло, не склонное к фазовому разделению. В таком стекле ионы натрия статистически распределены в узлах и междоузлиях решетки, кроме того, имеется определенный спектр потенциальных барьеров. Вхождение примесного иона с тем н<е координационным числом по кислороду приводит к изменению степени поляризации электронов кислородного полиэдра, что, в свою очередь, приводит к увеличению прочности закрепления собственных катионов стекла и к изменению спектра потенциальных барьеров. Это приводит к снижению диффузионной подвижности примесного катиона по сравнению с собственным, так как уменьшается число термических дефектов и затрудняются ионные переходы. Если же входит примесный катион с другой координацией по кислороду, то изменения в кислородном полиэдре более значительны, так как входящий катион будет стремиться изменить координацию по кислороду в свою пользу. Скорость миграции такого катиона намного меньше диффузионно подвижности собственного иона и практически не зависит от его размеров. Если количество входящих катионов сравнимо с количеством собственных катионов, то изменение координации может привести к необратимым изменениям в анионной матрице стекла вплоть до разрыва анионной матрицы. [c.17]

Влияние температуры облучения на предел текучести. В процессах закрепления дислокаций, образования вторичных дефектов и частиц выделений определяющую роль играет термическая диффузия. Поэтому структура и свойства кристаллических тел должны зависеть от температуры облучения. Однако на число и вид первичных дефектов, образующихся при бомбардировке, она не влияет. В значительной степени от температуры облучения зависит степень сохранности первичных дефектов в решетке. [c.77]

Можно предположить, что такое увеличение скорости реакции взаимодействия карбидного топлива с оболочкой при облучении происходит вследствие возникновения в ней радиационных дефектов и ускорения диффузии топлива в зону повреждения. Другое предположение, вытекающее из первого, состоит в следующем так как количество радиационных повреждений пропорционально плотности делений в топливе (и оно тем больше, чем выше обогащение топлива), то для необогащенного топлива количество дефектов должно быть практически ничтожным. [c.140]

Назначение. Изучение физических свойств металлов и сплавов. Выполнение исследовательских работ по совершенствованию металлургических процессов исследование при помощи меченых атомов процессов диффузии при плавке металлов и их химико-термической обработке, износа трущихся поверхностей, стойкости инструментов, структурный анализ сплавов с помощью рентгеновских лучей при отсутствии специальной рентгеновской лаборатории организация и выполнение контроля качества сварных швов, диффузионных процессов, различных технологических процессов и определение внутренних дефектов и [c.176]

В целях упрочнения границ зерен и замедления процессов диффузии в сталях и жаропрочных сплавах вводятся в небольших количествах (0,1—0,01%) бор и церий. Эти элементы имеют малый атомный диаметр и располагаются по границам зерен (в местах наибольшего скопления дефектов) и более чем в десять раз замедляют процессы диффузии. [c.139]

Автор вместе с группой товарищей в течение ряда лет занимается исследованием вопросов, имеющих отношение к проблеме связи структуры и свойств материалов. Вместе с этим он читает аспирантам курс физического металловедения. Изложение вопросов, так или иначе затрагивающих вышеуказанную проблему, и составляет основу книги. Последовательно рассмотрены металлическая связь и ее влияние на свойства металлов, строение атомов и межатомное взаимодействие, дефекты структуры, диффузия и теория фазовых превращений, некоторые конкретные процессы, формирующие конечные свойства металла полигонизация, старение, мартенситное превращение, возможности достижения высокой прочности, включая композиционные материалы, жаропрочность, поведение металлов в глубоком вакууме и, наконец, некоторые возможности использования ядерных процессов для исследования металлов. Где это возможно, делается акцент на вопросах связи строения и свойств. [c.8]

Законы диффузии Методы измерения коэффициента диффузии Механизмы процесса диффузии Термодинамика и диффузия Расчет коэффициента диффузии Диффузия в разбавленных твердых растворах Гетеродиффузия Дефекты структуры и диффузия Исследование топографии диффузионных потоков в металлах методом электронномикроскопической авторадиографии [c.86]

Дефекты структуры и диффузия [c.118]

Вместе с тем следует указать на одну принципиальную разницу между границами фаз и границами зерен. Вторая фаза, как правило, существует как изолированное включение в матрице и, следовательно, границы фаз не образуют единой разветвленной сети, подобно границам зерен. По этой причине границы фаз могут не оказывать существенного влияния на общий перенос массы, хотя наличие таких границ может вызывать значительную локальную подвижность и развитие процессов в микрообъемах сплава, когда эти процессы определяются диффузионной подвижностью. Возможность выявления заметной диффузии по границам фаз может, вероятно, служить свидетельством наличия здесь значительного числа дефектов и относительно слабого взаимодействия фаз. [c.126]

Для границы, образованной более сложной системой дислокаций, элементарный акт движения связан с преодолением дислокационного взаимодействия и может характеризоваться высокой энергией активации. В этом случае перемещение межфазной границы осуществляется неконсервативно и связано с равновесием и диффузией точечных дефектов, и превращение может развиваться по диффузионной кинетике с энергией активации самодиффузии. [c.24]

Под синергетическим подходом главным образом подразумевается формулирование и анализ системы кинетических уравнений для выявления механизмов самоорганизации в ансамбле дислокаций с образованием структур диссипативного типа [201]. Важным аспектом развиваемых теорий является формулирование такой системы дислокационных кинетических уравнений, которая могла бы описать это явление не только с качественной, но и с количественной стороны [201]. Кинетические уравнения должны включать в себя процессы, реально идущие в кристалле, а именно генерацию, аннигиляцию и диффузию дефектов. [c.112]

Благодаря тепловому возбуждению точечные дефекты не остаются в кристалле на одном месте, они дрейфуют по его объему. Дрейф (или диффузия) точечных дефектов может происходить хаотически (самодиффузия) или же направленно под действием градиентов температуры, напряжения или концентрации дефектов. Скорость диффузий пропорциональна ехр [—Q KT), где Q = = (/тд + At/ — энергия активации диффузии, состоящая из энергии f/тд образования точечного дефекта и высоты А/7 энергетического барьера, который необходимо преодолеть при перемещении дефекта из одного устойчивого положения в другое. На величину At/ влияет поле напряжений. В связи с этим вакансии и атомы примесей с малыми радиусами (но сравнению с атомами основного металла) диффундируют в зоны сжатия, а внедренные атомы и атомы примесей с большими радиусами—в зоны растяжения. [c.82]

Среды, содержащие серу иее соедине-н и я . Скорость газовой коррозии в таких средах, как правило, больше, чем в воздухе. Это связано с большим числом дефектов в кристаллической решетке сульфидов по сравнению с соответ-ствуюш,ими окислами, благодаря чему идет с большой скоростью и диффузия в сульфидной окалине. В серусодержащей атмосфере часто наблюдается межкристаллитная коррозия. [c.70]

Кроме того на скорость диффузии значительное влияние оказывает кинетика образования точечных дефектов, исследование которой при температурах выше 1700—1800° С чрезвычайно затруднительно. Очевидно, окислы, у которых имеется лишь небольшое отклонение от стехиометрии, обладают минимальными коэффициентами диффузии, и наоборот, у окислов с широкой областью гомогенности и, следовательно, небольшой энергией образования точечных дефектов, скорости диффузии более высоки. [c.256]

Механизм охрупчивания сталей водородом выявляется при учете особенностей растворения и диффузии водорода в железе- проникновение абсорбированного водорода в дефекты кристаллической решетки, адсорбция водорода на внутренних поверхностях металла, давление газового водорода в коллекторах, ослабление силы связи между атомами железа в его решетке. [c.452]

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]

К настояще]иу времени издан ряд книг по физике твердого тела как советских, так и зарубежных авторов. Каждая из них хороша по-своему. Большинство изданий, однако, могут служить учебпымн пособиями либо лишь по разделу Физика твердого тела в курсе общей физики, либо по соответствующему спецкурсу во втузах. В связи с такой направленностью учебных пособий в них недостаточно полно отражено современное состояние физики твердого тела. К наиболее удачным пособиям следует отнести книги Н. Ашкрофта и Н. Мермина Физика твердого тела (М., 1979) и Ч, Кит-теля Введение в физику твердого тела (М., 1978), в которых, правда, главное внимание уделено теории твердого тела. Однако в них, так же как и в большинстве других книг, недостаточное внимание обращено на такие важные разделы, как физика некристаллических веществ, дефекты и диффузия в твердых телах, вязкое и хрупкое разрушения твердых тел. Кроме того, различие в планах и программах подготовки специалистов в зарубежных (а эти книги изданы как учебные пособия для американских вузов) и наших вузов не позволяет в полной мере использовать данные учебные пособия. [c.6]

Результаты упомянутых исследований показывают, что окисление протекает за счет диффузии ионов кислорода через поверхность раздела металл—оксид (решетку с анионными дефектами). На основании этого было сделано предположение, что трехвалентные ионы азота, присутствующие в решетке ZrOj, увеличивают концентрацию анионных дефектов и ускоряют, благодаря этому, движение ионов кислорода. Однако при таком механизме окисление непременно ускорялось бы в атмосфере кислорода, а это не так. Толкование этих процессов осложняется к тому же [c.380]

Болтакс Б. И. Диффузия и точечные дефекты в полупроводниках. Л,, 1972. [c.376]

Наблюдаемые дефектные структуры металла после снятия нагрузки не отражают всей совокупности и последовательности структур, присущих кристаллической рещетке. Неустойчивость дефектной структ фы любого масштабного уровня наступает при определенном критическом уровне поступающей энергии или соотношении возмущений. Неоднородности определенного масштабного уровня зависят от скорости перемещения дефектов и ее соотношения с коэффициентом диффузии. Поэтому к одному и тому же типу дефектной структуры металла можно прийти при разном соотношении параметров внешнего воздействия. Более того, при достижении мезоскопического масштабного уровня реализуемые типы дефектных структур тождественны для металлов с различным типом кристаллической решетки (ГЦК, ОЦК И ГПУ). [c.144]

Подробно изложены современные представления о структуре границ зерен в поликристаллах — геометрическая теория, структурные дефекты, атомная теория с учетом энергетических параметров, взаимодействие границ с примесными атомами и т. д. Рассмотрены механизмы, определяющие прочностные и другие физические свойства поликристаллов, а также механизмы миграции и перестройки границ, зернограничного проскальзывания и охрупчивания (тре-щинообразования), сегрегации и диффузии примесей, представляющие значительный научный и практический интерес. Книга содержит результаты оригинальных исследований авторов, а также новые данные советских и зарубежных исследований. [c.319]

В полупроводниковых приборах Ф. э. обусловлены случайным характером процессов генерации и рекомбинации электронов и дырок (генерационно-рекомбинац. шум) и диффузии носителей заряда (диффузионный шум). Оба процесса дают вклад как в тепловой, так и в дробовой шумы полупроводниковых приборов. Частотный спектр этих Ф. э. определяется временами жизни и дрейфа носителей. В полупроводниковых приборах на низких частотах наблюдаются также Ф, э,, обусловленные улавливанием электронов и дырок дефектами кристаллич. решётки (модуляционный шум), [c.328]

В присутствии ингибиторов, как было отмечено Н. И. Подобаевым [9S с. 16 99], тормозящее действие газообразного водорода на коррозионный процесс может проявиться в еще большей степени. Образующиеся на поверхности металла защитные полимолекулярные пленки (папример, при ингибировании ацетиленовыми соединениями) будут затруднять отвод мэлекулярного водорода с поверхности. Имеющиеся в пленке дефекты и поры будут заполняться молекулярным водородом, через некоторое время наступит их полное насыщение и диффузия ионов гидроксония резко замедлится. Это приведет к значительному увеличению перенапряжения и торможению коррозионного процесса. При этом эффект торможения будет определяться толщиной пленки ингибитора, ее дефектностью, скоростью образования и насыщения пленки молекулярным водородом, скоростью его удаления. [c.58]

Замещение собственного атома в кристаллической решетке на чужеродный, как и образование вакансии, создает барьеры ближнего действия. Однако легирование вызывает ряд косвенных эффектов может изменяться межатомное взаимодействие как по величине, так и по характеру, что изменяет сопротивление кристаллической решетки движению дислокаций. Легирование титана железом увеличивает, по-видршому, долю ковалентных связей в р-титаие, а легирование оловом — как в а-, так и 3-титане (такие эффекты наблюдаются при введении значительных количеств легирующего элемента). Введение чужеродных атомов изменяет время релаксации вакансий и, следовательно, избыточную концентрацию вакансий. Легирование, поскольку при этом меняется энергия дефектов упаковки, может увеличивать плотность дислокаций и изменять их свойства. При легировании могут возникать малоугловые границы, меняются константы упругости и диффузии и, наконец, условия фазовых превращений. Это непосредственно или косвенно может оказать влияние на прочность твердого раствора. При его образовании более вероятным становится скольжение по негкольким плоскостям, т. е. грубое скольжение (множественное) вместо тонкого (единичного), что приводит к увеличению то,2. Как правило, легирование приводит к увеличению сопротивления пластической деформации. Однако известны случаи обратного влияния, например введение хрома в определенных условиях уменьшает предел прочности железа [270, 271], что, возможно, связано с изменением энергии дефектов упаковки [15]. [c.297]

Нестабильный характер протекания пластической деформации (в общем случае возникновение скачков нагрузки на кривых деформационного упрочнения) обусловливается взаимодействием исходной дефектной структуры кристаллов и субструктуры, образующейся в процессе деформации. В частности, как отмечается в [229], при пластической деформации предварительно облученных монокристаллов меди и закаленных с предпла-вильных температур образцов из алюминия в исходной дефектной структуре указанных материалов, содержащей больщое количество вакансион-ных и межузельных призматических петель и тетраэдров дефектов упаковки, образуются бездефектные каналы шириной 0,1—0,5 мкм (рис. 85,6). Это обусловливает развитие неоднородности пластической деформации на ее начальной стадии, что отражается на кривых деформационного упрочнения в виде характерных скачков нагрузки (рис. 85, а). В работе [229] механизм образования бездефектных каналов в облученных или закаленных кристаллах рассматривается с кинетических позиций как "закономерная эволюция дислокационного ансамбля в кристалле при заданных условиях его деформирования". При этом, помимо процессов размножения, аннигиляции и диффузии дислокаций, учитывается также механизм взаимодействия скользящих дислокаций с призматическими петлями дефектов упаковки. В результате указанного взаимодействия дефекты заменяются дислокациями, образуя на них пороги и перегибы. [c.128]

Все методы капиллярного контроля основаны на затекании проникающей жидкости в полости дефектов и адсорбировании или диффузии жидкости из дефекта. При этом наблюдается разница в цвете или свечении между фоном (цветом или свечением) всей поверхности объекта и участком поверхности над дефектом. Чем больше эта разница, тем выше чувствительность метода и тем меньший дефект может быть обнаружен. [c.81]

Дефекты сохраняют подвижность, способны перемеш аться в кристаллической решетке и при сближении взаимодействуют между собой. В большинстве случаев подвижность дефектов контролируется диффузией. Передвижение дислокаций под действием напряжений не связано с мас-сопереносом, дислокации подвижны и при низких температурах, когда диффузия уже не играет никакой роли. [c.31]

Как показали многочисленные исследования [10], все структурные дефекты вакансии, границы зерен и субграннцы, внешняя поверхность, дислокации и т. д. оказывают влияние на диффузионную подвижность атомов. При химико-термической обработке реализуется как объемная диффузия (в толще каждого зерна), которая дает основной вклад в диффузионный поток, так и диффузия по границам зерен [c.289]

С. 3. Бокштейн [10] считает, что эффект ускорения диффузии углерода по границам зерен феррита связан с малой растворимостью его в лселезе и высокой плотностью дефектов иа границе. Чем ниже температура насыщения, тем больше разница в >гр и >об- [c.290]

Следует также отметить, что поверхность имеет свои специфические особенности не только на уровне атомарной, но и электронной подсистемы [385-391]. Последнее особенно ярко проявляется на полупроводниках и диэлектриках и выражается в наличии дебаевского радиуса экранирования, обусловленного энергетическими уровнями Тамма или Шокли [385-387], а также уровнями, связанными с примесями, дефектами и адсорбционными процессами на поверхности кристалла [388—391]. В полупроводниках с концентрацией носителей п = 10 см глубина дебаевского радиуса Lp — 10 см, при этом = (е kTjlne n) , где е — диэлектрическая постоянная кристалла, е — заряд электрона. М.А. Кривоглаз [427] показал, что изменение потенциала и концентрации дефектов (примесей, вэ, . кий и пр.) в приповерхностном слое толщиной порядка дебаевского радиуса оказывает весьма существенное влияние на некоторые термодинамические и кинетические свойства кристаллов и тонких пленок (изменение термодинамического потенциала, растворимость примесей, скорость диффузии, температурный сдвиг кривых фазового равновесия и др.). [c.133]

Продукты коррозии железа, образующиеся в сероводородсодержащих средах, имеют общую формулу Fe Sy и оказывают существенное влияние на кинетику коррозионного процесса. Структура и защитные свойства сульфидов железа зависят от условий образования, главным образом от парциального содержания сероводорода в среде. В литературе имеются сведения о рентгеноструктурных и электронно-графических исследованиях [48], в результате которых установлено, что при низкой концентрации сероводорода (до 2,0 мг/л) сульфидная пленка состоит главным образом из троилита FeS и пирита FeS2 с размерами кристаллов до 20 нм. При концентрации сероводорода от 2,0 до 20 мг/л дополнительно появляется небольшое количество кан-сита FegSg. При концентрации сероводорода выше 20 мг/л в продуктах коррозии преобладает кансит и размеры кристаллов увеличиваются до 75 нм. Кансит имеет несовершенную кристаллическую решетку, поэтому он не препятствует диффузии железа и не обладает защитными свойствами. Поэтому устанавливается постоянная и довольно высокая скорость коррозии. Кристаллические решетки пирита и троилита имеют относительно небольшое число дефектов, тормозят диффузию катионов железа и оказывают некоторое защитное действие. [c.10]

Электропроводность. Изучение электропроводности кристаллов позволяет получить сведения о природе дефектов и их энергии активации. Электропроводность сег-нетоэлектриков характеризуется целым рядом особенностей, обусловленных наличием домен юй структуры и фазовых переходов. Для электрических измерений использовались образцы стехиомет-рического состава с х = 0,25, на торцевые поверхности которых были нанесены омические палладиевые контакты [31]. Серебряные электроды использовать не рекомендуется, так как наблюдается заметная диффузия серебра в кристалл. Измерения проводились в интервале температур 25 860 °С при скорости нагрева 150°С/час. Температура вблизи кристалла контролировалась платино-платинородиевой термопарой. Электропроводность была измерена на постоянном и переменном токе с частотой 100 Гц (рис. 4.9). В области 400 °С на кривой lga = /(l/D имеет место характерный излом, разделяющий два прямолинейных участка в области высоких температур имеет место собственная про ьодимость, при низких температурах преобладает при- [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...