Структура реальных кристаллов

В структуре реальных кристаллов имеются и более значительные несовершенства. Так, кристаллы металлов обычно состоят из большого числа областей размером около 1 мк, расположенных под углом в десятые доли градуса. Эти отдельные области с правильной упаковкой атомов называют блоками (рис. 1.10), На границе между блоками упаковка атомов искажена. [c.17]

То, что будет излагаться ниже, относится к определению структуры идеальных кристаллов, т. е. кристаллов без дефектов. Реальные кристаллы — это кристаллы с наличием самых разнообразных дефектов (вакансии и междоузельные атомы, дивакансии, дислокации, дефекты упаковки, включения второй фазы и др.). Изучение структуры реальных кристаллов, естественно, представляет более трудную задачу, и в настоящее время во многих лабораториях занимаются исследованием реальной структуры. Эти лаборатории оснащены целым арсеналом современного оборудования, включающего дифракционную, электронно-микроскопиче-скую и другую аппаратуру. [c.36]

Структура реальных кристаллов. Вследствие нарушения равновесных условий роста и захвата примесей при кристаллизации, а также под [c.520]

Таким образом, как отмечается в работе [22], эволюция структуры реального кристалла должна рассматриваться как результат самосогласованного развития двух подсистем зарождающихся и растущих областей новой фазы, с одной стороны, и возникающих и перемещающихся дефектов, с другой. Такое рассмотрение приводит при одинаковом способе образования зародышей новой фазы к делению всех фазовых превращений на быстрые и медленные, что соответствует двум качественно различным кинетическим типам превращений в твердых телах — мартен-ситному и нормальному. [c.24]

Структура реальных кристаллов [c.5]

СТРУКТУРА РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ [c.19]

Имеются экспериментальные данные [36], которые весьма убедительно свидетельствуют о том, что поглощение в длинноволновом спаде кривой собственного поглощения непосредственно не обязано каким-либо примесям, а обусловлено дефектами кристаллической структуры реального кристалла. [c.22]

Эти представления советских физиков о дефектах кристаллической структуры реальных кристаллов оказались весьма плодотворными при теоретическом анализе разнообразных явлений и свойств твердых тел и были затем развиты в работах зарубежных исследователей — Шоттки [92], Вагнера [93], Мотта [143, Зейтца [13],Иоста [94] и других. Современная теория ионной проводимости кристаллов основана на идее существования дефектов в виде пустых анионных и катионных узлов. Возрастание ионной проводимости под действием пластической деформации кристалла объясняется увеличением концентрации именно таких дефектов [95]. [c.38]

ТЕРМИЧЕСКОЕ ВЫСВЕЧИВАНИЕ И ДЕФЕКТЫ СТРУКТУРЫ РЕАЛЬНЫХ КРИСТАЛЛОВ [c.98]

Наряду с указанным практическим значением, теория образования скрытого изображения чрезвычайно важна для кристаллофизики и фотохимии кристаллов. Это объясняется тем, что процессы, происходящие в кристалле бромистого серебра при действии света, определяются структурой реальных кристаллов, т. е. природой дефектов решетки (нарушениями непрерывности различного рода и примесями к основному веществу кристалла). Поэтому фотографические методы исследования позволяют сделать ряд важных выводов относительно физического состояния кристаллов, тогда как физические методы имеют большое значение для объяснения фотографических явлений. [c.3]

Тонкая структура реальных кристаллов [c.55]

При более подробном описании рентгенографических эффектов, обусловленных структурой реальных кристаллов, необходимо учитывать различные дефекты кристаллической решетки и особенности их пространственного распределения. [c.230]

Кубическая объемноцентрированная структура. Элементарная ячейка такой структуры изображена на рис. 84. Эту структуру имеют а-железо, большинство сплавов на железной основе, хром, молибден, ванадий и другие металлы. Тип кристаллической решетки для данного металла может быть установлен при помощи рентгенографического исследования. Структура реальных кристаллов никогда не бывает идеально правильной. Помимо местных дефектов, о которых будет сказано ниже, в кристаллах наблюдается так называемая мозаичная, или блочная, структура, кристалл разбивается на блоки [c.137]

Реальные кристаллы отличаются от идеализированной модели наличием достаточно многочисленных нарушений регулярного расположения атомов. Любое отклонение от периодической структуры кристалла называют дефектом. Дефекты структуры оказывают существенное, порой определяющее, влияние на свойства твердых тел. Такими структурно-чувствительными, т. е. зависящими от дефектов структуры, свойствами являются электропроводность, фотопроводимость, люминесценция, прочность и пластичность, окраска кристаллов и т. д. Процессы диффузии, роста кристаллов, рекристаллизации и ряд других можно удовлетворительно объяснить исходя из предположения об их зависимости от дефектов. В [c.84]

Рассмотрим две кристаллические решетки одну реальную, содержащую дефекты различного типа, и другую — идеальную, не содержащую никаких дефектов. Предположим, что в реальной решетке имеются только искажения, вызванные упругими деформациями, тепловыми колебаниями атомов и т. п. В этом случае, несмотря на некоторые нарушения структуры, можно безошибочно указать, к каким узлам решетки идеального кристалла относятся соответствующие атомы в реальном кристалле. Взаимно однозначное соответствие между атомами реального и идеального кристаллов можно установить и при наличии в реальном кристалле точечных дефектов. При этом в ряде мест реальной решетки атомы могут отсутствовать, в каких-то местах могут появиться лишние атомы, но в остальном она будет совпадать с идеальной. Любую область реального кристалла, где можно установить взаимно однозначное соответствие с идеальным кристаллом, называют областью хорошего кристалла. Участки, где такое соответствие установить нельзя, называют областью плохого кристалла. [c.98]

Можно указать на несколько факторов, вызывающих появление подобных дефектов. К ним относятся в первую очередь кинетические факторы, связанные с тем, что кристалл не успевает стать идеальным в процессе кристаллизации и последующей обработки. Далее следует указать, что при не слишком низких температурах из-за конкуренции энергетического и энтропийного факторов присутствие в кристалле некоторого количества дефектных мест будет отвечать термодинамическому равновесию. Наконец, уже созданные идеальные кристаллы могут оказаться испорченными под влиянием факторов (механической обработки, действия радиации), нарушающих строгую периодичность расположения атомов. По этим причинам реальные кристаллы имеют дефекты, и физические свойства кристалла формируются под совместным действием строгой периодичности и отступлений от нее. Можно привести немало примеров, свидетельствующих о важности учета вклада дефектов в формирование свойств материалов. Так, без учета этого вклада оказалось невозможным построение теории прочности и пластичности материалов, поскольку эти характеристики определяются степенью сопротивления тела действию сил, смещающих разные части тела относительно друг друга. Под действием радиации (мощные световые потоки, пучки электронов, нейтронов, заряженных ядер и т. д.). отдельные атомы или группы атомов оказываются выбитыми из своих правильных положений, и поэтому структура и свойства облученных материалов необъяснимы без оценки роли дефектов и т. д. В связи с этим важной составной частью физики твердого [c.228]

Как правило, в реальном кристалле присутствуют все виды перечисленных выше дислокаций. Дислокационная структура становится еще сложнее для плотноупакован-ных кристаллических решеток при наличии частичных дислокаций. Суммарная длина Ls всех дислокационных линий в объеме V представляет собой плотность дислокаций Nn=L-z IV [ M i. В отожженном металле ЛГд 10 M-2=1Q6 см/см , т. е. каждый квадратный сантиметр поверхности пересекает миллион дислокаций суммарной длиной 10 км. В деформированных (наклепанных) металлах Жд=10 - -10 см- , т. е. суммарная длина дислокаций достигает ста тысяч километров. [c.38]

Очевидно, что у реального кристалла, содержащего дефекты структуры, растворению в первую очередь подвергаются дефектные места нй поверхности. [c.109]

В заключение следует подчеркнуть, что в реальных кристаллах каждая из рассмотренных связей в чистом виде почти никогда не встречается. Практически всегда имеет место наложение двух и более типов связи. Одна из них.имеет, как правило, превалирующее значение, определяя структуру и свойства тела. [c.22]

Реальные кристаллы всегда имеют всевозможные дефекты, нарушающие строгую периодичность пх структуры и оказывающие сильное влияние практически на все их свойства — электрические, механические, оптические и др. Рассмотрим кратко наиболее важ-. ные дефекты кристаллов. [c.22]

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]

Образование доменов. Особенностью С. ф. п. по темп-ре является образование доменов в кристалле при Т<Т,. Поскольку температурное воздействие является скалярным, т. е. не имеет направленности (в отличие, напр., от воздействия механического), то в соответствии с Кюри принципам точечная симметрия кристалла не должна изменяться. Это и приводит к появлению доменной структуры (см. Домены). Симметрия в пределах каждого домена ниже симметрии исх.одного кристалла, однако расположение доменов определяется элементами симметрии, утраченными при переходе (в простейшем случае образуются т. н. антифазные домены). При образовании доменов в реальном кристалле существенны энергетич. факторы, граничные условия, дефекты и т. п. [5). [c.8]

При нагреве и охлаждении стали в процессе термической обработки ее структура претерпевает ряд последовательных превращений, которые определяются диаграммой состояния системы Fe-Fe . Следует представлять за символами отдельных фаз и структур реальные кристаллы с особенностями их строения и состава. Для этого необходимо знать механизм кристаллизации и перекристаллизации, который включает образование центров новых кристаллов и их рост в соответствии с температурными зависимостями изобарных потенциалов жидкой G и твердой Gy фаз. В процессе охлаждения стали, нагретой выше температуры аустенитного превращения, происходят фазовые превра1цения в зависимости от скорости охлаждения. При этом при любом виде термической обработки реализуются четыре основных превращения. Рассмотрим эти превращения для звтектоидной стали (содержание углерода 0,8%). [c.160]

Совсем иной точки зрения относительно природы атомарных центров придерживаются Л. М. Шамовс-кий и его сотрудники [285, 287, 288]. Они полагают, что полоса 288 /п л в спектре КС1 — Ag обязана поглощению света образующимися на поверхности блоков субструктуры тонкими пленками металлического серебра. Основная часть активатора внедряется в решетку, по мнению Р. М. Шамовского путем изоморфного замещения, образуя твердый раствор, но некоторая часть активатора образует тонкие пленки, адсорбированные на внутренних межкристаллических поверхностях мозаической структуры реального кристалла. [c.172]

Блочная структура некоторых реальных кристаллов установлена экспериментально еще в 50-е годы (см., например, [59]). Границами блоков мозаики и зерен с близкими ориентировками являются дислокационные стенки (границы наклона, состоящие из системы параллельных краевых дислокаций, или границы кручения, состоящие из винтовых дислокаций). Мозаичная структура может образовываться в проп.ессе роста кристаллов или их механической обработки. Следует отметить, что описанная выше блочная структура не является универсальной структурой реальных кристаллов. Существуют случаи, когда распределение дефектов имеет более сложный характер блоки находятся в напряженном состоянии. Иногда кристалл вообще нельзя представить разделенным на блоки. При этом искажения в кристалле носяг существенно нелокальный характер, так что нельзя ввести единую для всего кристалла среднюю решетку. [c.227]

Структура реального кристалла отличается от идеализиров. схемы, описываемой понятием К. р. Идеализацией явл. представленпе о дискретности К. р. В действительности электронные оболочки атомов, составляющих К. р., перекрываются, образуя непрерывное периодич. распределение заряда с максимумами около дискретно расположенных ядер. Идеализацией явл. также неподвижность атомов. Атомы и молекулы К. р. колеблются около положений равновесия, причём хар-р колебаний (динамика К. р.) зависит от симметрии и вз-ствия атомов (см. Колебания кристаллической решётки). Известны случаи вращения молекул в К. р. С повышением темп-ры амплитуда колебаний ч-ц увеличивается, что в конечном счёте приводит к разрушению К. р. и переходу в-ва в жидкое состояние. Атомы в узлах К. р. могут отличаться но ат. номеру Я [изоморфизм) и по массе ядра (изотопич. изоморфизм) кроме того, в реальном кристалле всегда имеются разл. рода дефекты — примесные атомы, вакансии, дислокации и т. д. ф См. лит. при ст. Кристаллография, Симметрия кристаллов. [c.322]

Структура реальных кристаллов. Вследствие нарушения равновесных условий роста и захвата примесей при кристаллизации, а также под влиянием различного рода внеш. воздействий идеальная структура К. всегда имеет те или иные нарушения. К ним относят точечные дефекты — вакансии, замещения атомов осн. решётки атомами примесей, внедрение в решётку инородных атомов, дислокации и др. (см. Дефекты в кристаллах). Дозируемое введение небольшого числа атомов примеси, замещающих атомы осн. решётки, широко используется в технике для изменения св-в К., напр, введение в кристаллы Ge и Si атомов III и V групп периодич. системы элементов позволяет получать крист, полупроводники с дырочной и электронной электропроводностями. Другие примеры примесных кристаллов — рубин, состоящий из AI2O3 и примеси (0,05%) Сг иттриево-алюминиевый гранат, состоящий из Y3AI5O2 и примеси (до 1%) Nd. [c.329]

Отметим, что реальные кристаллы либо с самого своего возник-иовения содержат дислокации, либо имеют какие-то иные несовершенства и в них дислокации образуются уже при низких напряжениях сдвига. Поэтому-то при низких напряжениях дислокации движутся через кристаллическую решетку, отчего и происходит пластическая деформация кристалла. После того как дислокация выйдет наружу кристалла, форма его изменится, но структура останется прежней (рис. 117, б). Возникают новые дислокации и движутся через кристалл. Суммарно результат этих скольжений в зернах проявляется в виде пластической деформации образца. [c.107]

В кииге изложены узловые вопросы фиаики твердого тела межатомные взаимодействия, основы электронной теории твердого тела, симметрия к структура кристаллов, динамика кристаллической решетки, основные представления физики реальных кристаллов и аморфных материалов, фазовые превращения, физические свойства твердых тел. В отличие от других книг по физике твердого тела пособие начинается с вопросов образования твердых тел (межатомных взаимодействий и энергии связи). Это облегЧ1ает восприятие материала. [c.2]

Отметим, что реальные кристаллы либо с самого своего возникновения содержат дислокации, либо имеют какие-то иные несовершенства и в них дислокации образуются уже при низких напряжениях сдвига. Поэтому-то при низких напряжениях дислокации движутся через клисталлическую решетку, отчего и происходит пластическая деформация кристалла. После того как дислокация выйдет наружу кристалла, форма его изменится, но структура оста- [c.115]

В стекле атомы расположены более беспорядочно по отношению друг к другу, чем в поликристалличе-ских металлах. Оно обладает жесткостью твердых кристаллических тел, но не имеет правильной кристаллической структуры. Изучение стекол обнаруживает микронеоднородности их структуры. В стекле нет полного хаоса и в то же врегля нет решетки, которая сопутствует кристаллическим веществам. Существует несколько гипотез строения стекла. Так, ионная теория предполагает ионный тип связей в стекле, в то время как полимерная теория исходит из преимущественно ковалентного характера химических связей. Ученые ищут концепцию, пригодную для всех видов стекла. Что же касается механизма деформации сдвига, то в стекле он диффузионный, в отличие от реальных кристаллов, где он дислокационный. [c.96]

Области метастабильностн в" и в показаны на рис. 85. Видно, что для сплавов, содержащих> 1 % Си, старение может происходить через всю последовательность превращений как при естественном старении при комнатной температуре, так и при искусственном при температуре в интервале 160—200 °С. Это возможно, если бы сплав имел структуру идеального кристалла без дислокаций и границ зерен. Однако выделения из реального пересыщенного раствора не могут быть даже качественно поняты, основываясь только на знаниях стабильных и метастабильных фазовых диаграмм. Знания роли дефектов решетки как мест зарождения являются необходимыми для понимания вида и распределения выделений в зависимости от температуры раствора, скорости закалки, пластической деформации, температуры старения и так далее. Дефектами решетки, которые влияют на зарождение и рост выделений, являются вакансии, дислокации, границы зерен и другие несовершенства структуры. [c.236]

В отличие от закалки металлов с высоких температур при облучении образуется одинаковое количество вакансий и межузельных атомов. Если бы процесс нарушений при облучении сводился только к образованию пар Френкеля и их рекомбинации, то можно было бы относительно просто представить условия равновесной рекомбинации антинарушений и установить период самовосстановления структуры и свойств материала. В какой-то мере такая картина изменения дефектной структуры, по-видимому, может реализоваться после облучения до малых доз совершенных кристаллов ( усов ). В действительности даже при наличии только изолированных точечных дефектов в решетке реальных кристаллов наряду с рекомбинацией протекают более сложные процессы взаимодействия точечных дефектов друг с другом с образованием двойных, тройных и т. д. комплексов, кластеров. Каждый из первичных дефектов может взаимодействовать с примесными атомами, дислокациями, границами раздела. В результате этого возникают комплексы вакансия — атом примеси, внедренный атом — атом примеси, пороги и суперпороги на дислокациях, изменяется перераспределение элементов в растворе, состояние границ раздела, конфигурация дислокаций. [c.60]

Доменная структура (набор, размеры, форма и взаимное расположение Д.) отражает особенность ра.чвития фазового перехода в реальном кристалле, в частности независимое начало перехода из разных точек кристалла. В общем случае структура является неравновесной и имеет нерегулярный характер. Но если образование новой фазы сопровождается ноявленисм дадьподей-ствующих полей, возможно формирование равновесной доменной структуры, отвечающей минимуму энергии кристалла. Появление спонтанной намагниченности или поляризации сопровождается возникновением магн, и электрич. поля. Их источники — магн. полюсы или связанные электрич. заряды — расположены па [c.12]

Влияние внешнего электрического поля на доменную структуру, в С. доменные стенки могут смещаться под действием электрич. поля, причём объём доменов, поляризованных по полю, увеличивается за счёт доменов, поляризованных против поля. Возможно также и зарождение новых доменов, поляризация в к-рых ориентирована вдоль Е. В реальных кристаллах доменные стенки обычно закреплены на дефектах и неоднородностях, т. е., для того чтобы перейти из одного положения в другое, доменной стенке нужно преодолеть знер-гетич. барьеры. В сильных электрич. полях эти барьеры сглаживаются и стенка может перемещаться по образцу относительно быстро. Возможно и перемещение стенки в слабых полях за счёт термоактивац. преодоления барьера, это перемещение может быть очень медленным. Энергетич. барьеры для перемещения стенки существуют и в бездефектных кристаллах благодаря дискретности атомной структуры, аналогично т. н. барьеру Пайерлса для перемещения дислокаций. [c.478]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...