Атомы в кристаллической решетке

Метод изображения кристаллической решетки, приведенный на рис. 4, является условным (как и любой другой). Может быть, более правильно изображение атомов в кристаллической решетке в виде соприкасающихся шаров (левые схемы па рнс. 4). Однако такое изображение кристаллической решетки ке всегда удобно, чем принятое (правые схемы на рнс. 4). [c.23]

Склонность металлов и сплавов к коррозионному растрескиванию зависит от их химического состава, от свойств, формы, характера распределения и величины поверхности структурных составляющих. Значительное влияние на коррозионное растрескивание оказывают также процессы диффузии, вызывающие перемещение атомов в кристаллической решетке металла. Характер распространения коррозионных трещин бывает самым разнообразным. [c.102]

Как показано на рис. 7.8, начиная от температуры / .р возможны перемещения атомов в кристаллической решетке металла и рекристаллизационные процессы. [c.85]

Волны рентгеновского излучения, воздействуя на электроны атомов исследуемого металла, заставляют их колебаться с частотой волны. Таким образом, электроны атомов становятся сами источниками колебаний и распространяют рентгеновское излучение с длиной волны падающего пучка. Поскольку атомы в кристаллической решетке исследуемого металла располагаются в определенном порядке, излучения, исходящие от электронов. [c.528]

О, постоянная для данного материала в широкой области температур и не зависящая от обработки материала (Wq - уа) -энергия активации разрушения (Wa, р) - параметр, совпадающий по значению с периодом собственных тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке твердого тела (х<, = Ш Ю с), постоянный для всех материалов и не зависящий от обработки материала и условий нагрузки у - характеристика чувствительности материала к напряжению tp - наработка до отказа. [c.123]

Параметры То и То = gJo - постоянные для конструкционных металлов и их сплавов, полимеров и ионных кристаллов, совпадают по величине соответственно с периодом и частотой собственных тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке твердого тела (равны - Ю" си 10 - Ю Гц). Параметр у характеризует структурный коэффициент, определяющий чувствительность материала к напряжению. Выражения (3.1) и (3.2) справедливы для чистых металлов, сплавов, полимерных материалов, полупроводников, органического и неорганического стекла и др. [c.124]

В первом приближении число таких дефектов, вызванных смещениями атомов в кристаллической решетке, пропорционально анергии, переданной веществу нейтронами при их замедлении. Действительно, при малых энергиях атомов отдачи их столкновения с другими атомами являются в основном упругими. Однако с ростом их энергии увеличивается вероятность неупругих столкновений, при которых энергия может передаваться в форме электронного возбуждения или ионизации. Таким образом, часть энергии расходуется не на повреждение кристаллической решетки. Кроме того, отклонение энергетической зависимости радиационной эффективности нейтронов от линейного закона обусловлено колебаниями энергетической зависимости сечений рассеяния, наличием анизотропии рассеяния и неупругого рассеяния нейтронов. Результирующая относительная энергетическая зависимость радиационной эффективности нейтронов 2д( ) в образовании элементарных дефектов для энергий Е> >0,1 Мэе приведена на рис. 9.19, кривая 1 (при нормировке [c.70]

Рисунок 4.17 - Силы взаимодействия двух атомов в кристаллической решетке

Первоначально Коши и Навье рассматривали твердое тело как систему материальных частиц. При этом каждую пару материальных частиц полагали связанной между собой силами взаимодействия, направленными по прямой, соединяющей их и линейно зависящими от расстояния между частицами. При том уровне, на котором находилась физика в начале XIX столетия, описать таким способом упругие свойства реальных тел не удалось. В настоящее время существуют строгие физические теории, позволяющие определить упругие свойства кристаллов различного строения, отправляясь от рассмотрения сил взаимодействия между атомами в кристаллической решетке. Более простой путь, по которому следует современная теория упругости, состоит в том, чтобы рассматривать распределение вещества тела непрерывно по всему его объему это позволяет перемещения материальных точек принимать за непрерывные функции координат. [c.31]

В кристаллах, состоящих из атомов, обладающих магнитным моментом, возможно определенное взаимное расположение этих моментов, что приводит к дополнительному межатомному взаимодействию. Такими моментами обладают атомы металлов группы железа Fe, Со, Ni с нескомпенсированной Зй -оболочкой и ряда редкоземельных металлов — Gd, Dy, Tb, Но и др. — с некомпенсированной /-оболочкой. Природа спиновых взаимодействий имеет квантовомеханический характер и связана с обменными взаимодействиями, а ее результатом является магнитное упорядочение, дополняющее в соответствующих случаях закономерное расположение атомов в кристаллической решетке [2]. [c.114]

Эти соображения привели к необходимости рассмотреть колебания атомов в кристаллической решетке и оценить их роль в формировании физических свойств кристаллов. [c.208]

Вакансии. Если рассматривать кристалл как систему, то устойчивое состояние системы будет при ее минимальной энергии. Как следствие общего закона природы, расположение атомов в кристаллической решетке должно быть упорядоченным. [c.321]

Эксперименты по упрочнению кристаллов, а также многочисленные случаи преждевременного разрушения конструкций и сооружений при напряжениях, значительно меньших расчетных, показали недостаточность развитых представлений о прочности как о постоянной материала. Такое значительное различие между теоретической и реальной прочностью материалов на современном уровне объясняется а) значительными отклонениями от строгого, регулярного расположения атомов в кристаллической решетке материала, т. е. дефектностью структуры материала б) технологическими нарушениями сплошности материала — трещинами. [c.328]

В N квантовых состояниях зоны может находиться не более 2N электронов. Поэтому в S-зонах может находиться 2N электронов, если N-общее число атомов в кристаллической решетке. Для расчета числа электронов в Р-зонах необходимо принять во внимание, что в изолированном атоме Р-уровень является трижды вырожденным по квантовому числу т, = — 1,0,1. В кристалле вырождение снимается аналогично тому, как происходит снятие вырождения при наличии возмущения (см. 42). Следовательно, максимальное число электронов в Р-зонах равно 2N-3 = 6N (рис. 102). Аналогично анализируются и другие зоны. [c.339]

Эта формула используется обычно в материаловедении для определения энергии дислокаций в кристалле ). Переменные а и Ь должны иметь конечные значения, ибо в противном случае энергия будет бесконечной. Внешний радиус Ь связан с общими размерами кристалла, внутренний радиус а связан с расстояниями между атомами в кристаллической решетке. [c.259]

Конечно, такой способ расчета не может претендовать на высокую точность многое зависит от ориентации кристалла, его строения, а также от типа связей между атомами в кристаллической решетке. Но любопытно, что множество достаточно точных расчетов по оценке так называемой идеальной (расчетной) прочности дают для всех материалов практически тот же результат. Напряжения необратимого скольжения, а также и отрыва по основным кристаллографическим плоскостям лежат для всех материалов в пределах 5... 16 % от f . Прямая связь между идеальной прочностью и модулем упругости очевидна. Они имеют общее происхождение и определяются характером межатомного сцепления. И, наконец, есть еще нечто общее, что сохраняется для всех материалов. Результаты теоретических расчетов по идеальной прочности находятся в резком противоречии с тем, что мы получаем при испытании образцов на растяжение. И возникновение общей текучести, и последующий разрыв образца происходят при напряжениях, в лучшем случае, в десятки, а то и в сотни раз меньших, чем те, которые прогнозируются расчетом. [c.76]

Возникающие затруднения решаются следующим образом. В исследуемой точке поверхность металла зачищается и травится кислотой. Далее, на очищенную поверхность (обычно электролитически) наносятся кристаллы какого-либо другого металла. При исследовании стальных конструкций для этой цели используется чаще всего золото. При съемке на пленке получаются линии рентгеновских лучей, отраженных от кристаллов железа и от кристаллов золота. Поскольку кристаллы золота нанесены электролитически, они не напряжены, и расстояние между атомами в кристаллической решетке золота можно считать известным. Поэтому из уравнения Брегга (14.7) определяется угол О для золота. Если же на проявленной пленке замерить расстояние 2Л между линиями золота, то из выражения (14.8) можно с высокой степенью точности найти и искомую величину а. Таким образом, эта величина определяется косвенно путем обмера линий на пленке. Однако последняя операция также представляет известные трудности. [c.489]

Рис, 1. Силы взаимодействия двух атомов в кристаллической решетке (а) и модель такого взаимодействия (б) взаимодействия (рис.1, б) можно принять два шара (ионы), между которыми находится пружина (сила взаимодействия). В состоянии равновесия расстояние между шарами Яд. Если расстояние уменьшить и сжать пружину, то между шарами появится сила отталкивания (Р), которая будет стремиться вернуть их в равновесное состояние. При увеличении расстояния появится сила притяжения (-Р). В связи с этим атомы в металлах располагаются закономерно, образуя правильную кристаллическую решетку. Ее следует представлять как мысленно проведенные в пространстве в направлении трех осей координат прямые линии, соединяющие ближайшие атомы и проходящие через их центры, около которых они совершают колебательные движения. Проведенные линии образуют объемные фигуры правильной геометрической формы [c.5]

Одна вакансия и один внедренный атом образуют пару Френкеля (рис. 25). Выбитый атом, в свою очередь, выбивает еще несколько атомов из узлов решетки. При облучении одним нейтроном 3,2-10 Мдж (2 Мэв) алюминия и бериллия возникает соответственно 6030 и 454 пары Френкеля. Энергия образования пары Френкеля равна 40 Ю" - дж (25 эв) она состоит из потенциальной энергии смещенных атомов 16-10 дж (10 эв) и энергии упругих колебаний групп атомов в кристаллической решетке 24-10" дж (или 15 эв). [c.38]

Величина Q характеризует энергию связи атомов в кристаллической решетке. Чем больше Q, тем больше энергия, необходимая для разрыхления кристаллической решетки, т. е. энергия, которая требуется, чтобы атом, преодолев энергетический барьер (см. рис. 36), из одного узлового положения перешел в другое, заняв в кристаллической решетке положение в междоузлии или вакантное место. [c.56]

Упругая деформация после снятия вызвавшей ее силы полностью исчезает, и все размеры изделия (образца), как продольные, так и поперечные, остаются без изменения. При этом не изменяется и взаимное положение атомов в кристаллической решетке. Объясняется это тем, что вызванные внешней силой временные изменения расстояний между атомами, равных периоду решетки, а также смещения соседних атомов относительно друг друга, приводящие к искажению решетки, устраняются благодаря обусловленному металлической связью межатомному взаимодействию. [c.15]

При образовании кристалла благодаря сближению одинаковых атомов на расстояния близкие к расстоянию между атомами в кристаллической решетке, начинает проявляться взаимодействие атомов между собой. В этом случае все энергетические уровни (как заполненные электронами, так и незаполненные) расщепляются. Таким образом, из отдельных энергетических уровней уединенных [c.82]

Высказано предположение, что получаемый эффект упрочнения вызывается влиянием однородной мелкозернистой структуры металла, образующейся в результате термомагнитной обработки, и более упорядоченным расположением атомов в кристаллической решетке. j, [c.90]

При ynpyroiM деформировании под действием внейшей силы изменяется расстояние между атомами в кристаллической решетке. Снятие нагрузки устраняет причину, вызвавшую изменение межатомного расстояния, атомы становятся на прежние места и деформация исчезает. [c.61]

Рис. 91. Расположение атомов в кристаллической решетке твердого раствора, построенного по типу эаме1дения

ПО объему кристаллического зерна путем замены одного атома в кристаллической решетке другим, но этот путь требует очень высоких энергий активаций, соизмеримых с энергией кристаллической решетки. Например, торий диффундирует в вольфраме объемно, требуя энергии активации 502 кДж/моль. Если диффузия идет по границам зерен, где имеется много нарушений кристаллической структуры — вакансий и дислокаций, то энергия активации составляет 393,5 кДж/моль. При поверхностной диффузии тория по вольфраму энергия активации составляет всего 278 кДж/моль (торирование вольфрама). Соответственно резко изменяются коэффициенты диффузии, так как уравнение для коэффициента диффузии аналогично уравнению константы скорости химической реакции в зависимости от температуры [c.299]

Рассеяние рентгеновских лучей атомом. Атомный фактор. Ясно, что интенсивность рентгеновских отражений должна быть про-лорциональна рассеивающей способности атома в кристаллической решетке. Рентгеновские лучи — электромагнитные волны — рассеиваются электронными оболочками атомов. Падающая на атом плоская монохроматическая волна возбуждает в каждом его элементе объема dv элементарную вторичную волну. Амплитуда этой рассеянной волны, естественно, пропорциональна рассеивающей способности данного элемента объема, которая, в свою очередь, пропорциональна /(r)dv, где U г) —выражаемая в электронах на функция распределения электронов вдоль радиуса г, от- считываемого от центра покоящегося атома со сферически симметричным распределением в нем электронной плотности, простирающимся от О до оо. Расчеты, проведенные в предположении о сферической симметрии атома, т. е. о сферической симметрии функции и (г), приводят к выражению для амплитуды суммарной волны, рассеиваемой атомом [c.42]

До квантовой механики (и даже после ее полного ста новления) в научно-исследовательской практике очень большое хождение имело представление об эффективных радиусах атомов, проявляющихся в их действиях, т. е. в химических соединениях. Эффективные радиусы определяли из экспериментальных данных о межъядерных расстояниях в молекулах и кристаллах. Предполагалось, что атомы представляют собой несжимающиеся шары, которые соприкасаются своими поверхностями. При определении значения эффективного радиуса из межъядерных расстояний в ковалентных молекулах подразумевали ковалентные радиусы, при вычислении их из данных для металлических кристаллов — металлические. Эффективные радиусы, найденные из кристаллов с преимущественно ионной связью, назывались ионными. Металлические и ковалентные радиусы вычислялись как половина межъядерного расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллической решетке металла или кристалла соответствующего простого вещества. [c.20]

Если свойства образца, вырезанного из материала, не зависят от его ориентации, материал называется изотропным. В противном случае материал называют анизотропным. В зависимости от того, какой критерий принимается при отождествлении свойств образцов, говорят о механической, оптическох , тепловой и других видах анизотропии. Кристаллы, например, всегда анизотропны, это определяется их внутренним строением, поскольку атомы в кристаллической решетке располагаются совершенно определенным образом. Зная строение кристаллической решетки, можно сделать некоторые выводы о характере анизотропии, например указать плоскости симметрии. Образцы, вырезанные из кристалла симметрично относительно такой плоскости, обнаружат тождественные свойства. Технические сплавы состоят из кристаллических зерен, ориентация которых беспорядочна и произвольна. Поэтому в теле, состоящем из большого числа таких зерен, нельзя указать какое-то предпочтительное направление, отличающееся от других. Поликристаллический металл ведет себя в среднем как изотропное тело. При этом, конечно, предполагается, что размеры образца достаточно велики и он содержит в себе достаточно много кристаллических зерен. Малые образцы, состоящие из небольшого числа зерен, будут обнаруживать разные свойства, но эта разница совершенно случайна, она зависит не от ориентации образца, а от случайных ориентаций составляющих его зерен. [c.40]

В первом случае атом ве-Вакансия щества внедряется в меж-У У, доузлие и искажает кристаллическую решетку в некоторой окрестности внедренного атома. Во втором случае один из атомов вещества удален из кристаллической решетки, что тоже приводит к ее искажению. Так как атомы в кристаллических решетках не неподвижны, а постоянно совершают колебательное движение около некоторого равновесного состояния, то в этом движении они обладают некоторой энергией движения и импульсом. Распределение этих энергий и импульсов между атомами кристалла носит статистический (вероятностный) характер, поэтому на некоторые атомы приходится их достаточно большой уровень, который обеспечивает отрыв атома и образование вакансии. Это, в свою очередь, приводит к появлению в другом месте атома внедрения. В любом кристалле такого рода точечные дефекты постоянно зарождаются и исчезают в силу теплового движения (флуктуации) концентрация их определяется формулой Больцмана [c.132]

Представляет интерес механизм образования и роста мик-ропор. Если углеграфитовый теплозащитный материал представляет собой кристаллическое твердое тело, то микропору можно считать объемным дефектом кристаллической решетки [40]. Объемными дефектами кристаллической решетки называют области, в которых нарушено правильное расположение или порядок расположения атомов в кристаллической решетке. [c.257]

Волны рентгеновского излучения, воздействуя на электроны атомов исследуемого металла, заставляют их колебаться с частотой волны. Таким образом, электроны атомов становятся самл источниками колебаний и распространяют рентгеновское излучение с длиной волны падающего пучка. Поскольку атомы в кристаллической решетке исследуемого металла располагаются в определенном порядке, излучения, исходящие от электронов, интерферируют. В результате рентгеновский пучок, падающий на кристалл, распространяется от кристаллов в опре- [c.487]

Большая склонность этих материалов к образованию стекол связана с присутствием атомов халькогена, которые, как правило, двухвалентны и образуют две сильные (ковалентные) химические связи с соседними атомами. С одной стороны, это приводит к образованию молекул в виде длинных цепочек или слоев и обусловливает высокую вязкость расплава, препятствующую кристаллизации при его охлаждении. С другой стороны, атомы халькогена, связанные с соседними атомами лишь двумя химическими связями, играют роль шарниров , благодаря которым отдельные фрагменты молекулы могут легко поворачиваться относительно друг друга. Это позволяет таким молекулам принимать разнообразные геометрические формы в зависимости от расположения соседних молекул, что также препятствует перестройке атомов в кристаллическую решетку, т, е. кристаллизации материала. [c.12]

Атомы в кристаллической решетке кремния и ряда других полупроводников связаны друг с другом за счет обменных сил, возникающих в результате попарного объединения валентных электронов соседних атомов, при этом каждый из атомов остается электрически нейтральным. Такая связь называется ковалентной. Повышение температуры вызывает колебательное движение атомов кристаллической решетки. В результате ковалентные связи между атомами могут разрываться, что приводит к образованию пары носителей заряда свободного электрона и незаполненной связи - дырки - вблизи того атома, от которого оторвался электрон. Процесс образования электронно-дырочнь1х пар называется генерацией носителей заряда Если этот процесс происходит под воздейст-вие.м теплоты, то его называют термогенерацией. [c.49]

Она нс вызывает заметных остаточных изменений в сгруктуре н свойствах, металла, происходит незначительное по величине и обратимое изменение расстояний между атомами в кристаллической решетке металла (рис. 14) С увеличением межатомных расстояний значительно возрастают силы взаимного притяжения атомов. При снятии напряжений под действием сил прит.я-жения атомы возвращаются в исходное положение и упругая деформация исчезнет, Нормальные напряжения могут вызвать только упругую деформацию [c.21]

В условиях технологической обработки и фрикционного взаимодействия поверхностные слои детали подвергаются упругим и пластическим деформациям. При упругом деформировании под действием внешней силы изменяется расстояние между атомами в кристаллической решетке. Снятие нагрузки устраняет причину, вызвавшую изменение межатомного расстояния, атомы возвраьцаются в исходное равновесное положение, деформация и напряжения исчезают. [c.48]

Температура перехода из твердого состояния в жидкое зависит от энергии связи между атомами в кристаллической решетке металла. При температуре плавления зна ЧИтельная часть связей между атомами нарушается время взаимодействия атомов становится малым, соизме римым с временем оседлой жизни атома (2—3 колебания) и твердый металл переходит в жидкую фазу. [c.42]

При любой температуре средняя энергия колебаний атомов в кристаллической решетке металла фиксирована. Однако энергйя колебания отдельных атомов изменяется согласно законам теории вероятностей. Каждый атом, находясь в состоянии непрерывных тепловых колебаний, сталкивается с соседними атомами, причем при каждом [c.52]

Рис. 37. Механизмы перемещения —б И т. Д., для чего атомов в кристаллической решетке атому необходимо сооб-металла щить значительную энер-

Легирующие элементы в стали, растворяясь в феррите и цементите, образуют легированный феррит, например Fe (С, Сг), Ре (С, Мо) и т. д. и легированный цементит, например (Fe, Сг)зС, (Ре, Мп)зС и т. д. Легирующие элементы могут присутствовать в стали в виде металлических соединений (Fe r, Fe, Ve, Fe,Moe), а также в виде самостоятельных карбидов (Сг зСв, V , Nb и т. д.). Легированный феррит отличается более высокой твердостью, чем нелегированный, поскольку введение легирующих элементов увеличивает силы связи атомов в кристаллической решетке. Ударная вязкость при легировании феррита элементами Мп, Si, W уменьшается, а элементами Сг (до 1%) и Ni (до 4%) — увеличивается. [c.118]

Сплавы внедрения являются ваншейшими материалами, широко применяющимися в различных областях техники. Для создания таких материалов с требуемыми свойствами первостепенное значение имеют вопросы о количестве и характере размещения внедренных атомов в кристаллической решетке, а также об их подвижности. Концентрация атомов внедрения и их размещение в различного типа междоузлиях кристаллической решетки определяют прочность, а также другие важнейшие свойства сталей и ряда других материалов. Факт наличия или отсутствия внедренных атомов в кристаллической решетке может полностью обусловить появление (или исчезновение) ферромагнетизма, антиферромагнетизма и сверхпроводимости. Добавление атомов внедрения способно даже изменить тип твердого тела, вызвав фазовый переход из металлического в неметаллическое состояние. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...